分析 (1)滑块下滑过程,应用动能定理可以求出滑块的速度.
(2)①应用牛顿第二定律求出滑块的加速度,然后应用运动学公式求出滑块相对于传送带的位移,然后求出产生的热量;
②分析清楚滑块向下运动的过程,然后应用动能定理求出各阶段的位移,最后求出小滑块向下滑行的最大距离.
解答 解:(1)滑块下滑过程,由动能定理得:mgLsinθ-μmgcosθ•L=$\frac{1}{2}$mv2-0,
代入数据解得:v=$\sqrt{14}$m/s;
(2)①开始时,由牛顿第二定律得:mgsinθ+μmgcosθma1,
代入数据解得:a1=10m/s2,
滑块加速到与传送带的速度相等需要的时间为:t1=$\frac{{v}_{传送带}}{{a}_{1}}$=0.5s,
在t=0.4s内:x物=$\frac{1}{2}$a1t2=0.8m<L,x传送带=v传送带t=2m,
x相对=x传送带-x物=1.2m,
产生的热量为:Q=μmgcosθ•x相对=9.6J;
②当滑块与传送带速度相等时,由动能定理得:
(mgsinθ+μmgcosθ)d1=$\frac{1}{2}$mv传送带2-0,
代入数据解得:d1=1.25m;
滑块再滑行:d2=L-d1=2.25m时与弹簧接触,
在此过程中,由动能定理得:(mgsinθ-μmgcosθ)d2=$\frac{1}{2}$mv12-$\frac{1}{2}$mv传送带2,
代入数据解得:v1=$\sqrt{34}$m/s,
滑块与弹簧接触后,当速度减小到与传送带速度相等过程中,由动能定理得:
(mgsinθ-μmgcosθ)x1-$\frac{1}{2}$kx12=$\frac{1}{2}$mv传送带2-$\frac{1}{2}$mv12,
代入数据解得:x1=0.25m,
然后滑块继续做匀减速直线运动直到速度为零,此过程中,由动能定理得:
(mgsinθ+μmgcosθ)(x2-x1)-($\frac{1}{2}$kx22-$\frac{1}{2}$kx12)=0-$\frac{1}{2}$mv传送带2,
代入数据解得:x2=0.5m,
小滑块向下滑行的最大距离:S=L+x2=4m;
答:(1)若传送带静止不动,小滑块下滑到刚接触弹簧时的速度v是$\sqrt{14}$m/s;
(2)若传送带以v传=5m/s的速度逆时针转动,
①小滑块从P点由静止释放在t=0.4s内系统因摩擦产生的热量Q为9.6J;
②小滑块向下滑行的最大距离S为4m.
点评 本题考查了求滑块的速度、产生的热量与下滑的最大距离,考查了动能定理的应用,分析清楚滑块的运动过程是解题的关键;该题中的关键是小滑块从P下滑的过程中,运动的过程分成几个不同的阶段,要分段处理.题目的难度比较大,而且容易出现错误.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | $\frac{T}{400}$ | B. | $\frac{T}{8000}$$\sqrt{n}$ | C. | $\frac{T}{400}$$\sqrt{n}$ | D. | $\frac{T}{20n}$ |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 在匀速圆周运动中,向心力不一定等于合力 | |
B. | 在变速圆周运动中,向心力一定不等于合力 | |
C. | 无论是否为匀速圆周运动,向心力必定是指向圆心 | |
D. | 在匀速圆周运动中,合力一定指向圆心,在变速圆周运动中,合力一定不指向圆心 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 小球的运动轨迹为圆 | |
B. | 每次飞越无管区域时的最高点在过圆管中心的竖直线上 | |
C. | 每次进入圆管时的水平分速度和竖直分速度大小相等 | |
D. | 每次飞跃无管区的时间为$\sqrt{\frac{2\sqrt{2}R}{g}}$ |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 汽车将匀速通过前方3公里 | |
B. | 能估算出此时汽车的速度为0.45km/h | |
C. | 通过前方3公里的过程中,汽车的平均速度约为7.5km/h | |
D. | 若此时离目的地还有30公里,则到达目的地一定还需要4小时 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 电键S闭合的瞬间,A、B同时发光,随后A灯变暗,B灯变亮 | |
B. | 断开电键S的瞬间,B灯立即熄灭,A灯突然闪亮一下再逐渐熄灭 | |
C. | 断开电键S的瞬间,A、B灯同时熄灭 | |
D. | 电键S闭合的瞬间,B灯亮,A灯不亮 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | v0=$\frac{\sqrt{gh}}{2}$ | |
B. | v0=$\sqrt{gh}$ | |
C. | 甲乙到达地面时重力的瞬时功率相同 | |
D. | 甲比乙到达地面时重力的瞬时功率大 |
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com