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第=page11頁,共=sectionpages11頁第=page22頁,共=sectionpages22頁《用牛頓運動定律分析傳送帶問題》一、計算題如圖所示,光滑水平面MN左端足夠遠的地方有一彈性擋板(碰撞時無能量損失)P,右端N與處于同一高度的水平傳送帶之間的距離可忽略,傳送帶水平部分NQ的長度L=2m,傳送帶逆時針勻速轉(zhuǎn)動,其速度v=2m/s.MN上放置著兩個可視為質(zhì)點的質(zhì)量mA=4kg、mB=1kg的小物塊A、B,開始時A、B都靜止,A、B間壓縮一鎖定的輕質(zhì)彈簧,其彈性勢能EP=10J.現(xiàn)解除鎖定,彈簧彈開A、B后迅速移走彈簧,g=10m/s2.求:
(1)物塊A、B被彈開時各自的速度大小;
(2)要使兩物塊能在水平面MN上發(fā)生碰撞,則小物塊B與傳送帶間的動摩擦因數(shù)至少為多大;
(3)若物塊A、B與傳送帶間的動摩擦因數(shù)都等于第
如圖1所示,水平傳送帶保持以速度v0向右運動,傳送帶長L=10m。t=0時刻,將質(zhì)量為M=1kg的木塊輕放在傳送帶左端,木塊向右運動的速度—時間圖象(v?t圖象)如圖2所示。當木塊剛運動到傳送帶最右端時,一顆質(zhì)量為m=20g的子彈以大小為v1=250m/s水平向左的速度正對射入木塊并穿出,子彈穿出時速度大小為v2=50m/s
(1)傳送帶運行速度大小v0及木塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)μ(2)木塊在傳送帶上最多能被多少顆子彈擊中。
現(xiàn)在傳送帶傳送貨物已被廣泛地應(yīng)用,如圖所示為一水平傳送帶裝置示意圖。緊繃的傳送帶AB始終保持恒定的速率v=1?m/s沿順時針運行,一質(zhì)量為m=4?kg的物體被無初速度地放在A處,傳送帶對物體的滑動摩擦力使物體開始做勻加速直線運動,隨后物體又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動。設(shè)物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,A、B間的距離L=2?m,g取10?m/s2。(物體可視為質(zhì)點)求:
(1)物體在傳送帶上運動的時間(2)如果提高傳送帶的運行速率,物體就能被較快地傳送到B處。求要最快地傳送物體,傳送帶對應(yīng)的最小運行速率
如圖所示,質(zhì)量m=0.5?kg的物塊(可視為質(zhì)點)以v0=4?m/s的速度從右側(cè)皮帶輪最高點向左滑上足夠長的水平薄傳送帶,傳送帶以v1=2?m/s的速度順時針勻速運動,物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ0=0.2.傾角為θ=37°的固定斜面上靜置一質(zhì)量為M=⑴物塊在傳送帶上運動的過程中,物塊與傳送帶的相對位移的大小是多少?⑵皮帶輪的最大半徑是多少?⑶物塊滑上傳送帶以后,經(jīng)過多長時間木板與擋板相碰?
如圖所示,水平傳送帶AB向右勻速運動,傾角為θ=37°的傾斜軌道與水平軌道平滑連接于C點,小物塊與傳送帶AB及傾斜軌道和水平軌道之間均存在摩擦,動摩擦因數(shù)都為μ=0.4,傾斜軌道長度LPc=0.75m,C與豎直圓軌道最低點D處的距離為LCD=0.525m,圓軌道光滑,其半徑R=0.5m。質(zhì)量為m=0.2kg可看作質(zhì)點的小物塊輕輕放在傳送帶上的某點,小物塊隨傳送帶運動到B點,之后沿水平飛出恰好從P處切入傾斜軌道后做勻加速直線運動(進入P點前后不考慮能量損失),經(jīng)C處運動至D,在D處進入豎直平面圓軌道,恰好繞過圓軌道的最高點E之后從D點進入水平軌道DF向右運動。(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)物塊剛運動到圓弧軌道最低處D時對軌道的壓力;
(2)傳送帶對小物塊做的功W;
(3)若傳送帶AB向右勻速運動的速度v0
如圖所示,水平傳送帶以4?m/s的速度勻速運動,傳送帶兩端A、B間的距離為20?m?,F(xiàn)將一質(zhì)量為2?kg的木塊無初速地放在A端,木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.2,g取10?m/s2,求木塊從A端運動到B端所用的時間。
水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機場和火車站,用于對旅客的行李進行安全檢查.如圖所示為一水平傳送帶裝置示意圖,繃緊的傳送帶AB始終保持v=1?m/s的恒定速率運行.一質(zhì)量為m=4?kg的行李無初速度地放在A處,傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運動,隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動.設(shè)行李與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,A、B間的距離l=2?m,g取10?m/s2.求:(1)行李剛開始運動時所受的滑動摩擦力大小與加速度大??;(2)行李從A處傳送到B處的時間;(3)如果提高傳送帶的運行速率,行李就能被較快地傳送到B處.求行李從A處傳送到B處的最短時間和傳送帶對應(yīng)的最小運行速率.
在工廠的流水線上安裝水平傳送帶,可以把沿斜面滑下的工件用水平傳送帶進行傳送,可大大提高工作效率。如圖所示,一傾角θ=300的光滑斜面下端與水平傳送帶相連,一工件從h=0.20m高處的A點由靜止滑下后到達B點的速度為ν1,接著以ν1滑上水平放置的傳送帶。已知:傳送帶長L=15m,向右保持v0=4.0m/s的運行速度不變,工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)⑴求工件滑上傳送帶B點時的速度大小v1⑵求工件從A點由靜止下滑到離開傳送帶C點所用的時間。⑶假設(shè)傳送帶是白色的,工件為一煤塊,則工件從B滑到C的過程中,在傳送帶上留下黑色痕跡的長度S=?
如圖所示,一傾角θ=37°的斜面底端與一傳送帶左端相接于B點,傳送帶以v=7?m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動,有一小物塊從斜面頂端以v0=4?m/s的初速度沿斜面下滑,當物塊滑到斜面的底端點時速度恰好為零,然后在傳送帶的帶動下,運動到C點。已知斜面AB長度為L1=6?m,傳送帶BC長度為L2=6?m,物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ2(2)物塊在傳送帶上運動的時間。
水平傳送帶被廣泛應(yīng)用于飛機場和火車站,對旅客的行李進行安全檢查,如圖為一水平傳送帶裝置示意圖,繃緊的傳送帶AB始終保持1?m/s的恒定速度運行,一質(zhì)量為m=4?kg的行李無初速的放在A處,該行李與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,AB間的距離l=2?m,g取10?m/s(1)行李從A運送到B所用的時間t為多少;(2)電動機運送該行李需消耗的電能E為多少;(3)如果提高傳送帶的運行速率,行李就能夠較快的傳送到B處,求行李從A處傳送到B處的最短時間和傳送帶對應(yīng)的最小運行速率v′。
如圖所示,傳送帶與地面傾角θ=37°,從A到B長度為L=10.25m,傳送帶以v0=10m/s的速率逆時針轉(zhuǎn)動。在傳送帶上端A無初速地放一個質(zhì)量為m=0.5kg的黑色煤塊,它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5.煤塊在傳送帶上經(jīng)過會留下黑色劃痕已知sin37°=0.6,g=10m/s2,求:
(1)煤塊從A到B的時間。
(2)煤塊從A到B的過程中傳送帶上形成劃痕的長度。
如圖所示,傳送帶傾斜放置,與水平面的夾角θ=37°,傳送帶足夠長,傳送皮帶輪以υ=3
m/s的恒定速率順時針轉(zhuǎn)動。一物體以υ0=4
m/s的初速度從A點水平拋出,恰好從傳送帶的最高點B沿著傳送帶方向滑上傳送帶。已知物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.8,當?shù)刂亓铀俣萭=10
m/s2?,sin(1)物體拋出點A離傳送帶最高點B的豎直高度h。(2)物體在傳送帶上運動的時間t。
如圖所示為一水平傳送帶裝置示意圖,繃緊的傳送帶AB始終保持v=1?m/s的恒定速率順時針運行,一質(zhì)量為m=4?kg的行李(可視為質(zhì)點)無初速度地放在A處,傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運動,隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動.設(shè)行李與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,A、B間的距離l=2?m,g取10?m/s2.求:
(1)行李剛開始運動時所受的滑動摩擦力大小與加速度大小;(2)行李做勻加速直線運動的時間;(3)如果提高傳送帶的運行速率,行李就能被較快地傳送到B處.求行李從A處傳送到B處的最短時間和傳送帶對應(yīng)的最小運行速率.
如圖所示的傳送帶,與水平方向的夾角為370,全長L=?16?m,正以vo=10?m/s的速度逆時針方向運轉(zhuǎn),現(xiàn)在傳送帶上端A處無初速度地放上一個質(zhì)量m=0.5kg的小物塊,它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,g=10m/s2,則小物體從A運動到B的時間為多少?(g取10?m/s
如圖所示,水平放置的傳送帶與一光滑曲面相接(間隙很小),一小滑塊質(zhì)量為m=0.1?kg,從距離傳送帶h=0.2?m處靜止滑下,傳送帶水平部分長L=1.8?m,滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1(g取10?m/s2).
(1)使傳送帶固定不動,問滑塊能否滑離傳送帶?摩擦產(chǎn)生的熱量是多少?
(2)傳送帶逆時針以v?2=1?m/s勻速運動,問滑塊能否滑離傳送帶?產(chǎn)生的熱量是多少?
如圖所示為糧食儲存?zhèn)}庫中常用傾斜傳輸裝置示意圖,傳送帶與水平面的夾角θ=30°,兩皮帶輪軸心間距離AB的長L=15m,在電動機的帶動下,傳送帶以v=2.5m/s的恒定速率將裝滿糧食的麻袋(可視為質(zhì)點)從A運送到B。設(shè)麻袋的總質(zhì)量m=80kg,與傳送帶的動摩擦因數(shù)μ=32,t=0時麻袋從傳送帶A點靜止釋放,(取g=10m/s(1)麻袋剛放入傳送帶時的加速度大小a;(2)麻袋從A點運動到B點所用時間t(3)t=4.5s時傳送帶斷電突然停止運動,最終麻袋停止時離B點的距離s.
某飛機場利用如圖所示的傳送帶將地面上的貨物運送到飛機上,傳送帶與地面的夾角θ=30°,傳送帶兩端A、B的距離L=10m,傳送帶以v=5?m/s的恒定速度勻速向上運動.在傳送帶底端A輕放上一質(zhì)量m=5?kg的貨物,貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=32,g取10m/s2。則貨物從A端運送到B端的過程中:
(1)所需的時間;(2)摩擦力對貨物做的功;(3)摩擦力對傳送帶做的功;(4)貨物和傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能。
如圖所示為貨場使用的傳送帶的模型,傳送帶傾斜放置,與水平面夾角為θ=37°,傳送帶AB長度9m,傳送皮帶輪以大小為v=2?m/s的恒定速率順時針轉(zhuǎn)動.一包貨物以v0=12?m/s的初速度從A端滑上傾斜傳送帶,若貨物與皮帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,且可將貨物視為質(zhì)點.
(1)貨物剛滑上傳送帶時加速度為多大?(2)當貨物的速度和傳送帶的速度相同時用了多少時間?這時貨物相對于地面沿傳送帶方向運動了多遠?(3)從貨物滑上傳送帶開始計時,到貨物離開傳送帶共用了多少時間?(g取10?m/s2,已知sin?37°=0.6,cos?37°=0.8)
如圖所示為上下兩端距離L=6?m、傾角α=30°、始終以v=5?m/s的速率沿順時針方向轉(zhuǎn)動的傳送帶(傳送帶始終繃緊)。將物體甲置于傳送帶頂端并由靜止釋放,經(jīng)過t=2?s到達底端,重力加速度g=10?m/s(1)物體在傳送帶上運動的加速度a。(2)傳送帶與物體間的動摩擦因數(shù)μ。
某電視娛樂節(jié)目裝置可簡化為如圖所示模型。傾角θ=370的斜面底端與水平傳送帶平滑接觸,傳送帶BC長L=6?m,始終以vo=6?m/s的速度順時針運動。將一個質(zhì)量m=l?Kg的物塊由距斜面底端高度h1=5.4?m的A點靜止滑下,物塊通過B點時速度的大小不變。物塊與斜面、物塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)分別為μ1=0.5,μ2=0.2,傳送帶上表面距地面的高度H=5m,g取10m/s(2)若把物塊從距斜面底端高度h2=2.4?m處靜止釋放,求物塊落地點到(3)求物塊距斜面底端高度滿足什么條件時,將物塊靜止釋放均落到地面上的同一點D。
某貨場用傾角θ=37°的傳送帶向高處運送貨物,傳送帶上沒有貨物時,傳送帶以υ0=1
m/s的速度低速運行,當把貨物輕放在傳送帶底端時,傳送帶開始以恒定的加速度a0=1
m/s2?加速,當其速度達到υ=4
m/s時開始做勻速運動。某次輸送質(zhì)量為10kg的貨箱(可視為質(zhì)點)時,當貨箱運行t=6
s后,因故障傳送帶突然停止運動。已知貨箱與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.85,傳送帶兩輪軸心間的距離L=16
m,sin37°=0.6(1)請經(jīng)過計算判斷貨箱能否到達傳送帶頂端;(2)求貨箱運動到最高點的過程中由于貨箱與傳送帶間的摩擦而產(chǎn)生的熱量。
一傳送帶裝置如圖所示,其中AB段是水平的,長度LAB=4m,BC段是傾斜的,長度LBC=5m,傾角為θ=37°,AB和BC在B點通過一段極短的圓弧連接(圖中未畫出圓弧),傳送帶以v=4m/s的恒定速率順時針運轉(zhuǎn).已知工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g取10m/s2.現(xiàn)將一個工件(可看作質(zhì)點)無初速地放在A點.求:
(1)工件第一次到達B點所用的時間;
(2)工件第二次到達B點所用的時間;
(3)工件運動了23s時距A點右側(cè)的水平距離.
如圖所示,傾角為37°的斜面底端與水平傳送帶平滑對接,水平傳送帶足夠長且在電機的帶動下保持以v0=5m/s的恒定速度勻速向左運動。小滑塊從斜面上A點靜止釋放,在斜面和水平傳送帶上多次往復運動后停在斜面底端,A點距離斜面底端的高h=2.4m。小滑塊與斜面間動摩擦因數(shù)μ1=0.5,與水平傳送帶之間動摩擦因數(shù)μ2
(1)小滑塊第一次在傳送帶上運動的時間?
(2)小滑塊在斜面上運動的總路程?
如圖所示,皮帶在電動機的帶動下保持恒定的速率v?=?4m/s運行,現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2kg的小物塊(可視為質(zhì)點)輕放在皮帶左端點(A點)上,物塊和皮帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。若皮帶剛好在到達右端點(B點)時,達到與皮帶相同的速度,取g=10m/s2,求:
(1)物塊滑動的時間t;(2)A、B兩點間的距離L;(3)物塊運動過程中產(chǎn)生的熱量Q。
如圖所示,傾角為37°的粗糙斜面的下端有一水平傳送帶。傳送帶正以v=4m/s的速度順時針方向運動。一個質(zhì)量為2kg的物體(物體可以視為質(zhì)點),從斜面上距離底端A點4.5m處由靜止下滑,經(jīng)過1.5s滑到A處。物體經(jīng)過A點時,無論是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面,都不計其速率變化。物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ1,物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.5,傳送帶左右兩端A、B間的距離LAB=10m,(已知
求:
(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ如圖所示,水平傳送帶沿順時針方向以恒定的速度運行,傳送帶上表面離地面的高度為5?m,一個物塊輕放在傳送帶的左端,當傳送帶的速度為v1時,物塊從傳送帶的右端飛離做平拋運動的水平位移大小為2?m;當傳送帶的速度為5?m/s時,物塊從傳送帶的右端飛離做平拋運動的水平位移大小為4?m;已知重力加速度的大小為10?m/s2(1)傳送帶長L的大?。?2)v1的大小及此時物塊從放上傳送帶到落地運動的時間.
如圖為火車站使用的傳送帶示意圖,繃緊的傳送帶水平部分長度L=4?m,并以v0=1?m/s的速度勻速向右運動.現(xiàn)將一個可視為質(zhì)點的旅行包無初速度地輕放在傳送帶的左端,已知旅行包與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,g取(1)求旅行包經(jīng)過多長時間到達傳送帶的右端.(2)若要旅行包從左端運動到右端所用時間最短,傳送帶速度的大小應(yīng)滿足什么條件?
如圖所示,水平放置的傳送帶與一光滑曲面相接(間隙很小),一小滑塊質(zhì)量為m=0.1?kg,從距離傳送帶高h=0.2?m處由靜止滑下,傳送帶水平部分長s=1.8?m,小滑塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)μ=0.1(g取10?m/s2)。(1)使傳送帶固定不動,問小滑塊能否滑離傳送帶?摩擦產(chǎn)生的熱量是多少?(2)傳送帶以v2=1?m/s的速度逆時針勻速運動,問小滑塊能否滑離傳送帶?產(chǎn)生的熱量是多少?
如圖所示,傳送帶與地面的傾角θ=37o,從A到B的長度為16m,傳送帶以V0=10m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動。在傳送帶上端無初速的放一個質(zhì)量為0.5㎏的物體,它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,求物體從A運動到B所需的時間是多少?(sin?37°=0.6,cos?37°=0.8,g=10?m/s2)如圖所示,水平傳送帶長L=4m,始終以v0=2m/s的速率運動?,F(xiàn)將一個小物塊從傳送帶左端由靜止釋放,若小物塊與傳送帶間的滑動摩擦力大小等于其重力的0.2倍,試求:
(1)小物塊剛釋放時小物塊的加速度。(2)小物塊從左端被運送到右端所經(jīng)歷的時間。(g取10m/s2)
如圖所示,長度為L=20m水平傳送帶正在以v=4?m/s的速度勻速順時針轉(zhuǎn)動,質(zhì)量為m=1?kg的煤塊(可視為質(zhì)點)以v0=2m/s,從左端A點滑上傳送帶,煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,(g取10?m/s2(1)經(jīng)過多長時間物塊將到達傳送帶的右端B;(2)煤塊從A運動至B留在傳送帶上的劃痕長度。
如圖甲所示,AB是以恒定速度v0順時針傳動的水平傳送帶,CD是以v=5m/s的恒定速度順時針傳動的傾斜傳送帶,其傾角θ=30°,傾斜傳送帶兩端點C、D的高度差h=1m,C點與水平傳送帶在同一水平面,兩傳送帶通過一段光滑的水平面相連?,F(xiàn)將一質(zhì)量m1=1kg的物塊a(可視為質(zhì)點)在A處放到水平傳送帶上,放置時初速度為零,經(jīng)2s運送到水平傳送帶的最右端B處,從物塊a放到水平傳送帶上開始計時,其速度一時間圖象如圖乙所示,物塊a離開水平傳送帶之后與水平面上靜止的另一質(zhì)量m2=2kg物塊b(可視為質(zhì)點)發(fā)生彈性碰撞,碰后物塊b向右運動一小段距離后滑上傾斜傳送帶。已知兩傳送帶均有不同的電動機帶動,傳送帶與輪子間無相對滑動,不計輪軸處的摩擦,兩物塊與傾斜傳送帶之間的動摩擦因數(shù)均為32(1)兩物塊在水平面上碰撞后的速度大小分別是多少;(2)由于傳送物塊b,帶動傾斜傳送帶的電動機多消耗的電能;(3)物塊a與水平傳送帶因摩擦所產(chǎn)生的熱量為多少。
如圖所示,A、B間的距離l=3.25?m,傳送帶與水平面成θ=30°角,輪子轉(zhuǎn)動方向如圖所示,傳送帶始終以2?m/s的速度運行.將一物體無初速度地放到傳送帶上的A處,物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=35,求物體從A運動到B所需的時間.(g取10?m/s2)
答案和解析1.【答案】解:(1)A、B物塊被彈簧彈開的過程中,取向右為正方向,由動量守恒定律得:mAvA?mBvB=0
由能量守恒知:EP=12mAvA2+12mBvB2
解得:vA=1m/s,vB=4m/s
(2)要使兩物塊能在水平面MN上發(fā)生碰撞,小物塊B不能在傳送帶的Q端掉下,則小物塊B在傳送帶上至多減速運動達Q處.
以B物塊為研究對象,滑到最右端時速度為0,據(jù)動能定理有:
?μminmBgL=0?12mBvB2
解得:μmin=0.4
(3)物塊B返回過程先加速后勻速,到達水平面MN上時的速度等于傳送帶速度,故v′B=v=2m/s
若兩物塊A、B在水平面MN上相向碰撞結(jié)合成整體,設(shè)共同速度為v1,根據(jù)動量守恒有
mAvA?mBv′B=(mA+mB)v1
解得:v1=0.4m/s,方向向右.
因v1=0.4m/s<v=2m/s,所以兩物塊A、B整體滑上傳送帶后先向右減速,再向左加速回到水平面MN上,且速度與v1等值.整體與彈性擋板碰撞后再滑上傳送帶,如此重復運動.
兩物塊A、B整體每次在傳送帶上運動的過程中,相對傳送帶運動的距離為l=v×2×v1μg=0.4m
故從【解析】(1)A、B被彈簧彈開的過程實際是爆炸模型,符合動量守恒、AB及彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒.
(2)對B,運用用動能定理可以求出動摩擦因數(shù).
(3)我們用逆向思維考慮:A、B整體最后剛好從Q點滑出那么它的末速度一定為零,即他們一直做勻減速運動,則A、B碰撞后的公共速度可求;而碰撞前B的速度已知,那么碰撞前A的速度利用動量守恒可求;既然A的速度求出來了,利用動能定理或者功能關(guān)系知道P對A做的功就等于A的動能.
本題的關(guān)鍵分析清楚物體運動過程,明確臨界狀態(tài)的條件,應(yīng)用動量守恒定律、機械能守恒定律、動能定理進行研究.
2.【答案】解:(1)木塊先加速后勻速,勻速階段速度大小等于v0v由圖可知加速度a=對木塊,根據(jù)牛頓第二定律有:μmg=ma解得:μ=0.4(2)第一顆子彈與木塊相互作用,由動量守恒定律有:M解得:v=?3m/s1s后速度:位移:x=所以每打進一顆子彈,1s時間內(nèi)向左位移為1m,所以最多能被10顆子彈擊中
【解析】(1)木塊先加速后勻速,勻速階段速度大小等于v0(2)根據(jù)動量守恒定律求作用后木塊速度,然后求出1s后位移和末速度,找出規(guī)律。本題關(guān)鍵要找到木塊運動規(guī)律,分析最多能被多少顆子彈擊中。
3.【答案】解:(1)物體在傳送帶上加速時有:μmg=ma
v=at1
x=12at12
物體在傳送帶上勻速時有:L?x=vt2
解得:t=t1+t2=2.5s
【解析】該題考查是的傳送帶問題,行李在傳送帶上先加速運動,然后再和傳送帶一起勻速運動,若要時間最短,則行李一直做勻加速運動。
(1)滑動摩擦力根據(jù)公式F=μN=μmg即可求解,由牛頓第二定律可求得加速度;行李放上傳送帶后先做勻加速運動,速度與傳送帶相等后做勻速運動,由速度公式求出行李做勻加速運動的時間;
(2)行李從A處一直勻加速運動到B處時,傳送時間最短。根據(jù)勻加速直線運動的基本公式即可求解。
4.【答案】解:⑴物塊在傳送帶運動的加速度大?。害?mg=ma0,
得a0=2m/s2
物塊向左減速運動的時間:v0=a0t1,得t1=2
s
此過程的相對位移Δx1=v0+02t1+v1t1,得Δx1=8
m
物塊向右勻加速運動的時間v1=a0t2,得t2=1
s
此過程的相對位移Δx2=v1t2?0+v12t2,得Δx2=1
m
所以物塊在傳送帶上運動相對于傳送帶的位移大小為l=Δx1+Δx2=9
m;
⑵物塊回到傳送帶右端的速度為v1=2
m/s
要使物塊做平拋運動,則mg=mv12rm解得rm=v12g=0.4m;
⑶物塊在傳送帶勻速運動時間v1t3=v0(t1+t2)?1【解析】本題只要考查傳送帶問題,及平拋運動和板塊運動等綜合知識的應(yīng)用,分析清楚物體運動過程是正確解題的關(guān)鍵,應(yīng)用平拋運動知識、牛頓第二定律可以解題,難度較大。
⑴小物塊在傳送帶上先向左減速到零,再方向勻加速,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,具體分為減速、加速和勻速的過程,分別求出時間,即可求出運動總位移;
⑵根據(jù)物塊回到傳送帶右端的速度,利用物塊坐平拋運動的臨界條件,結(jié)合圓周運動的知識可以解決平帶輪的最大半徑;
⑶物塊落到木板上后用板塊運動的知識,應(yīng)用運動學知識可以解決木板與擋板碰撞需要的時間。
5.【答案】解:(1)物塊恰好繞過圓軌道的最高點E,故對物塊在E點應(yīng)用牛頓第二定律可得:mg=mv2R;所以,物塊在E點的速度v=gR;
物塊從D到E的運動過程只有重力做功,故由機械能守恒可得:12mvD2=2mgR+12mv2=52mgR;
那么,對物塊在D點應(yīng)用牛頓第二定律可得:FN?mg=mvD2R=5mg,所以,vD=5gR=5m/s,F(xiàn)N=6mg=12N;
故由牛頓第三定律可得:物塊剛運動到圓弧軌道最低處D點時對軌道壓力為12N,方向豎直向下;
(2)對物塊從P點運動到D點的過程應(yīng)用動能定理可得:mgsinθLPC?μmgcosθLPC?μmgLCD=12m(vD2?vP2);所以,vP=vD=5m/s;【解析】(1)對物塊在E點應(yīng)用牛頓第二定律求得在E點的速度,然后由機械能守恒求得在D點的速度,即可根據(jù)牛頓第二定律求得支持力,進而由牛頓第三定律求得壓力;
(2)根據(jù)動能定理求得物塊在P的速度,然后根據(jù)平拋運動規(guī)律求得在B點的速度,即可根據(jù)動能定理求得傳送帶對物塊做的功;
(3)根據(jù)物塊末速度,對物塊進行受力分析求得加速度,即可根據(jù)物塊運動求得物塊與傳送帶的相對位移,從而求得摩擦產(chǎn)熱。
對于運動過程中某一作用力做的功或某一位置的速度的求解,尤其是非勻變速運動,或做功的力較少或做功較易得到表達式的情況,常根據(jù)動能定理來求解。
6.【答案】
6s
【解析】略
7.【答案】解:(1)滑動摩擦力F=μmg
代入題給數(shù)值,得F=4N
由牛頓第二定律,得F=ma
代入數(shù)值,得
a=1m/s2
(2)設(shè)行李做勻加速運動的時間為t,行李加速運動的末速度為v=1m/s,
則v=at1,代入數(shù)值,得t1=1s
勻速運動的時間為t2
t2=L?12at12v=1.5s
運動的總時間為T=t1+t2=2.5s
(3)行李從A處勻加速運動到B處時,傳送時間最短,則
L=12atmin2
代入數(shù)值,得tmin=2s
傳送帶對應(yīng)的最小運行速率vmin=at【解析】(1)滑動摩擦力根據(jù)公式F=μmg即可求解,由牛頓第二定律可求得加速度;
(2)先求出行李做勻加速運動的時間和位移,剩下的位移行李做勻速運動,再求出勻速運動的時間即可求解;
(3)行李從A處勻加速運動到B處時,傳送時間最短.根據(jù)勻加速直線運動的基本公式即可求解。
該題考查是的傳送帶問題,行李在傳送帶上先加速運動,然后再和傳送帶一起勻速運動,若要時間最短,則行李一直做勻加速運動。
8.【答案】解:(1)勻加速下滑時:mgsinθ=mav1得:v1(2)從A?B用時tv得:t1從B?C先勻加速后勻速:加速時:μmg=m得:a2勻加速時間t
v得:t2在t2內(nèi):x勻速時:L?得:t3從A?C總時間:t=t(3)在t2x2黑色痕跡長度:S=x
【解析】(1)(2)從A到B是勻加速直線運動,根據(jù)牛頓第二定律求解加速度,根據(jù)運動學公式求解時間和末速度;B到C過程是先加速后勻速的過程,根據(jù)牛頓第二粒求解加速度,根據(jù)運動學公式求解時間;
(3)根據(jù)運動學公式求解相對位移即可。
解決本題的關(guān)鍵是理清物塊在傳送帶上的運動規(guī)律,結(jié)合牛頓第二定律和運動學公式進行求解。
9.【答案】解:(1)設(shè)物塊在斜面上運動的加速度大小為a1
在AB斜面上下滑的過程中:L1=v02?02a1
可得:
由牛頓第二定律得:μ1mgcos?37°?mgsin?37°=ma1,
解得:μ1=1112;
【解析】(1)在斜面上由速度位移公式求加速度,再根據(jù)牛頓第二定律即可求得摩擦因數(shù);
(2)由牛頓第二定律求出在傳送帶上的加速度,根據(jù)速度位移關(guān)系判斷出在傳送帶上的運動過程,由速度時間關(guān)系即可求的時間。
本題主要考查了牛頓運動定律的應(yīng)用,運動學基本公式的應(yīng)用,要注意傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時,分析物體的運動情況,再根據(jù)運動學基本公式求解。
10.【答案】解:(1)行李輕放在傳送帶上,開始是靜止的,行李受滑動摩擦力而向右運動,此時行李的加速度為a,由牛頓第二定律得:
f=μmg=ma,
行李的加速度大小為:a=μg=0.1×10=1.0m/s2
設(shè)行李從速度為零運動至速度為1m/s所用時間為t1,所通過位移為s1,則:
由速度時間關(guān)系:v=at1,
可得加速時間t1=1?s;
行李加速運動的位移為:s1=12at12=0.5?m
設(shè)行李速度達到1m/s后與皮帶保持相對靜止,一起運行,所用時間為t2,則:
t2=L?s1v=2?0.51s=1.5s,
所以行李被從A運送到B共用時間為:t=t1+t2=2.5s;
(2)根據(jù)能量守恒知,電動機增加的電能就是物體增加的動能和系統(tǒng)所增加的內(nèi)能之和.
E=Ek【解析】(1)行李放傳送帶上時在摩擦力作用下做勻加速運動,當速度達到傳送帶速度時,將做勻速運動,分別求出相應(yīng)運動時間即可以求出行李從A至B的時間;
(2)電動機增加的電能一部分為克服摩擦力做功,二為行李增加的動能;
(3)從A至B的時間最短,由運動規(guī)律可知,當行李從A至B一直做勻加速運動時,行李所需時間最短.
本題是物體在傳送帶上運動問題,物體在傳送帶的滑動摩擦力作用下做勻加速運動,速度達到傳送帶速度時,物體將和傳送帶一起勻速運動,抓住電動機增加的電能與行李增加的動能及克服摩擦產(chǎn)生的熱量間的關(guān)系.
11.【答案】解:(1)開始階段由牛頓第二定律得:
mgsinθ+μmgcosθ=ma1
所以:a1=gsinθ+μgcosθ=10m/s2
物體加速至與傳送帶速度相等時需要的時間:
t1=va1=1s
發(fā)生的位移:
x1=12a1t12=5m<10.25m,所以物體加速到10m/s時仍未到達B點,此時摩擦力方向改變。
第二階段有:
mgsinθ?μmgcosθ=ma2
所以:a2=2m/s2
設(shè)第二階段物體滑動到B的時間為t2,則:
LAB?S=vt2+12a2t22
解得:t2=0.5s
在B點的速度為:
vB=v+a2t2=10+2×0.5m/s=11m/s
總時間:t=t1+t【解析】(1)物體放在傳送帶上后,開始階段,傳送帶的速度大于物體的速度,傳送帶給物體一沿斜面向下的滑動摩擦力,物體由靜止開始加速下滑,當物體加速至與傳送帶速度相等時,由于μ<tanθ,物體在重力作用下將繼續(xù)加速,此后物體的速度大于傳送帶的速度,傳送帶給物體沿傳送帶向上的滑動摩擦力,但合力沿傳送帶向下,物體繼續(xù)加速下滑,綜上可知,滑動摩擦力的方向在獲得共同速度的瞬間發(fā)生了“突變”;根據(jù)牛頓第二定律求出兩段的加速度,再根據(jù)速度時間關(guān)系求兩段的時間;
(2)第一階段炭塊的速度小于皮帶速度,炭塊相對皮帶向上移動;第二階段,炭塊的速度大于皮帶速度,炭塊相對皮帶向下移動;根據(jù)運動學公式求解相對位移。
從上述例題可以總結(jié)出,皮帶傳送物體所受摩擦力可能發(fā)生突變,不論是其大小的突變,還是其方向的突變,都發(fā)生在物體的速度與傳送帶速度相等的時刻。
12.【答案】解:(1)物體運動到B點速度方向沿著傳送帶,有,vy2=2gh解得h=0.45m
(2)物體滑上傳送帶的速度,運動的加速度大小a=μgcosθ?gsinθ
向下運動的時間,運動的位移
向上運動到和傳送帶速度相等t2=va,運動的位移x1=v22a
之后勻速運動t3=x?【解析】(1)A做平拋運動,根據(jù)速度合成求出豎直分速度,再由速度位移關(guān)系求高度;
(2)根據(jù)牛頓運動定律和運動學公式求出物塊下滑的加速度、位移,時間;再求出上滑到和傳輸帶速度相等的時間,下滑和上滑的時間之和為總時間;
(3)根據(jù)動能定理求傳送帶對物體做的功。
13.【答案】解:(1)行李的質(zhì)量是4kg,則重力是40N,行李與傳送帶之間的彈力為40N,則行李受到的摩擦力f=μN=0.1×40=4N;
行李的加速度a=fm=44m/s2=1m/s2;
(2)設(shè)行李做勻加速運動的時間為t1,由題意知行李加速運動的末速度v=1m/s,
則由勻加速直線運動規(guī)律v=at1,得t1=va=1s;
(3)行李從A一直勻加速運動到B時,傳送時間最短,則?L=12atmin2,
代入數(shù)值得tmin=2s
傳送帶對應(yīng)的運行速率應(yīng)該大于或等于行李的最大速度,即vmin=atmin,
代入數(shù)值,解得vmin=2m/s,
故行李從A處傳送到B處的最短時間為【解析】【分析】
(1)對行李進行受力分析,求出受到的摩擦力的大小,然后又牛頓第二定律即可求出加速度;
(2)行李在傳送帶上先做勻加速直線運動,當速度達到傳送帶的速度,和傳送帶一起做勻速直線運動,根據(jù)運動學公式即可求出勻加速運動的時間;
(3)若行李一直做勻加速運動,運動的時間最短,傳送帶的最小速度等于行李勻加速運動B點的速度。
解決本題的關(guān)鍵會根據(jù)受力判斷行李的運動情況,以及知道當行李一直做勻加速直線運動,運行時間最短。
14.【答案】解:開始運動時物體沿傳送帶向下做勻加速直線運動μmgcosθ+mgsinθ=ma1
a1=10m/s2
設(shè)加速到與傳送帶同速的時間為t1:v=a1t1
t1=1s
此時運動位移:S1=v22a1=10020=5m<16m
第二階段由于mgsinθ>μFN,故物體繼續(xù)沿傳送帶向下做勻加速直線運動
mgsinθ?μmgcosθ=ma2
a【解析】物體放在傳送帶上后,開始階段,傳送帶的速度大于物體的速度,傳送帶給物體一沿斜面向下的滑動摩擦力,物體由靜止開始加速下滑,當物體加速至與傳送帶速度相等時,由于μ<tanθ,物體在重力作用下將繼續(xù)加速,此后物體的速度大于傳送帶的速度,傳送帶給物體沿傳送帶向上的滑動摩擦力,但合力沿傳送帶向下,物體繼續(xù)加速下滑,綜上可知,滑動摩擦力的方向在獲得共同速度的瞬間發(fā)生了“突變”。
從上述例題可以總結(jié)出,皮帶傳送物體所受摩擦力可能發(fā)生突變,不論是其大小的突變,還是其方向的突變,都發(fā)生在物體的速度與傳送帶速度相等的時刻。
15.【答案】解:(1)假設(shè)傳送帶足夠長,在整個過程中運用動能定理有:mgh?μmg要使滑塊停下來,傳送帶至少長l因為l<l產(chǎn)生熱量:Q1(2)傳送帶逆時針轉(zhuǎn),且l<l滑塊在曲面上下落過程中,由動能定理得:mgh=1則剛到達傳送帶時vv0由μmg=ma,得滑塊的加速度大小a=1m/s由l=v0t所以傳送帶上一點通過的路程:l2=v2
【解析】本題主要考查的是利用牛頓第二定律和運動學公式分析三種情況下物塊的運動性質(zhì),根據(jù)運動性質(zhì)求出運動位移和時間,以及物塊相對于傳送帶的位移,從而得出產(chǎn)生的熱量。
(1)假設(shè)傳送帶足夠長,在整個過程中運用動能定理求出物塊停下來運動的位移,比較與傳送帶的長度,可知物塊是否滑離傳送帶,根據(jù)摩擦力與相對位移的乘積得出產(chǎn)生的熱量;
(2)傳送帶逆時針轉(zhuǎn),且l<l0,因此滑塊與傳送帶間始終有向左的滑動摩擦力,滑塊能滑離傳送帶,根據(jù)機械能守恒定律求出物塊在傳送帶上的初速度,摩擦力提供加速度,物塊的位移為傳送帶的長度,可求出物塊的運動時間,求出傳送帶的位移,得出二者的相對位移,根據(jù)摩擦力與相對位移的乘積得出產(chǎn)生的熱量。
16.【答案】解:(1)由牛頓第二定律得μmgcosθ?mgsinθ=ma,
解得a=2.5m/s2;
(2)麻袋勻加速的時間t1=va=1s,
麻袋勻加速的距離s1=v2t1=1.25m<15m,
所以麻袋先勻加速后共速,麻袋勻速的時間t2=L?s1v=5.5s,
麻袋從A點運動到B點所用時間tAB=t1+t2=6.5s;
(3)因t=4.5s時麻袋與傳送帶已共速,此時麻袋離B點的距離s2=v(tAB?4.5)=5m,
【解析】(1)對滑塊受力分析,運用牛頓第二定律可求,注意摩擦力的方向,與相對運動方向相反;
(2)注意判斷是一直勻加速向上運動,還是先勻加速向上運動,再勻速向上運動;
(3)傳送帶停止運動后變成了斜面,滑塊向上勻減速運動。
本題主要考查傳送帶問題,應(yīng)特別注意受力分析,運用牛頓第二定律求出加速度,再進行求解。
17.【答案】解:(1)由牛頓第二定律:μmgcos30°?mgsin30°=ma
解得:a=2.5?m/s2
貨物勻加速運動的時間
t1=va=2s,
貨物勻加速運動的位移
S1=12at12=5m,
隨后貨物做勻速運動,運動位移
?S2=L?S1=5m
,
勻速運動時間【解析】(1)先依據(jù)物體的受力求得加速度,第一階段物體被傳送帶加速做勻加速直線運動,可求出貨物達到和傳送帶相同速度的時間,之后求出此段時間的位移.
第二階段貨物隨物體做勻速直線運動,可以求得這段的時間兩者相加得總時間;
(2)分段求出摩擦力對貨物所做的功,根據(jù)合力功的定義求出;
(3)分段求出摩擦力對傳送帶所做的功,根據(jù)合力功的定義求出;
(4)根據(jù)摩擦生熱即內(nèi)能Q=fΔx求出。
傳送帶帶動貨物的題目,一種是判定何時到達共同速度,另一種是要判定在到達相同速度前,物體是否已經(jīng)到達傳送帶末端,注意在不同過程摩擦力可能突變,計算內(nèi)能可用Q=fΔx求出。
18.【答案】解:(1)設(shè)貨物剛滑上傳送帶時加速度為a1,貨物受力如圖所示:
根據(jù)牛頓第二定律得:沿傳送帶方向mgsinθ+Ff=ma1,
垂直傳送帶方向:mgcosθ=FN,又Ff=μFN,
由以上三式得:a1=10m/s2,方向沿傳送帶向下;
(2)貨物速度從v0減至傳送帶速度v所用時間設(shè)為t1,位移設(shè)為x1,
則有:t1=v?v0?a1=1s,x1=v0+v2t1=7m;
(3)當貨物速度與傳送帶速度相等時,由于mgsinθ>μmgcosθ,
此后貨物所受摩擦力沿傳送帶向上,設(shè)貨物加速度大小為a2,則有mgsinθ?μmgcosθ=ma2,得:a2=2m/s2,方向沿傳送帶向下,
設(shè)貨物再經(jīng)時間t2,速度減為零,則t2【解析】本題考查了傾斜傳送帶上物體相對運動問題,分析判斷物體的運動情況是難點。
(1)貨物剛滑上傳送帶時,受到重力、傳送帶的支持力和沿傳送帶向下的滑動摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律求解加速度;
(2)貨物向上做勻減速運動,根據(jù)運動學公式求出貨物的速度和傳送帶的速度相同經(jīng)歷的時間和上滑的位移;
(3)貨物的速度和傳送帶的速度相同后,繼續(xù)向上做勻減速運動,滑動摩擦力方向沿傳送帶向上,由牛頓第二定律求出加速度,由運動學公式求出速度減至零的時間和位移,再求出上滑的總位移,貨物到達最高點后將沿傳送帶勻加速下滑,由下滑位移大小與上滑總位移大小相等,求出下滑的時間,最后求出總時間。
19.【答案】解:(1)物體甲在傳送帶上受力情況如圖所示,物體沿傳送帶向下勻加速運動,
由題意得L=12at2解得a=3?m/s2。
(2)由牛頓第二定律,有mgsin?α?F【解析】(1)根據(jù)運動學基本公式求出物體在傳送帶上運動的加速度;
(2)傳送帶順時針轉(zhuǎn)動,物塊下滑時受到的向上的滑動摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律列式即可求解動摩擦因數(shù);
本題主要考查了牛頓第二定律及運動學基本公式的直接應(yīng)用,難度適中。
20.【答案】解:(1)物塊從A到B過程:根據(jù)牛頓第二定律得:
mgsinθ?μ1mgcosθ=ma1
由位移公式有:h1sinθ=12a1t12
代入數(shù)據(jù)解得:a1=2m/s2,t1=3s.
所以滑到B點的速度:vB=a1t1=2×3m/s=6m/s
物塊在傳送帶上勻速運動到C,有:
t2=lv0=66=1s
所以物塊由A到B的時間為:t=t1+t2=3s+1s=4s
(2)物塊在斜面上運動時,由根據(jù)動能定理得:
mgh2?μ1mgcosθh2sinθ=12mv2.
解得:v=4m/s<6m/s
設(shè)物塊在傳送帶先做勻加速運動達v0,運動位移為x,則:
a2=μ2mgm=μ2g=2m/s2,
又v02?v2=2ax,
【解析】(1)根據(jù)牛頓第二定律求出物塊在斜面上的加速度,結(jié)合位移時間公式求出物塊從A點運動到B點的時間,物塊滑上傳送帶時,由于速度與傳送帶速度相等,將做勻速直線運動,結(jié)合位移和速度求出勻速運動的時間,從而得出物塊由A點運動到C點的時間;
(2)根據(jù)動能定理求出物塊滑動斜面底端的速度,物塊滑上傳送帶先加速,當速度達到傳送帶速度后做勻速運動,結(jié)合平拋運動的規(guī)律求出水平位移的大??;
(3)物塊每次均拋到同一點D,由平拋知識知:物塊到達C點時速度必須有vC=v0,抓住兩個臨界狀態(tài),即滑上傳送帶一直做勻加速直線運動和滑上傳送帶一直做勻減速運動,結(jié)合動力學知識求出兩種臨界情況下的高度,從而得出高度的范圍。
本題綜合考查了動能定理、牛頓第二定律和運動學公式的運用,關(guān)鍵理清物體的運動規(guī)律,選擇合適的定律或定理進行求解。
21.【答案】(1)放上貨箱瞬間,貨箱的加速度a=μmgcosθ?mgsinθm=0.8m/s2
設(shè)經(jīng)過時間t1貨箱達到速度v=at1,
解得t1=5s<6s
設(shè)傳送帶加速到v所用的時間為t2,v=v0+a0t2,
解得t2=3s,
5s時間內(nèi),貨箱一直加速,貨箱的位移s1=12at12=10m,5~6s時間內(nèi),貨箱相對傳送帶靜止一起勻速運動s2=v(t?t1)=4m,
【解析】本題考查了牛頓第二定律的應(yīng)用,傳送帶問題,以及功能關(guān)系。
先根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,在結(jié)合速度公式,位移公式可得結(jié)果。
根據(jù)功能關(guān)系求出由于摩擦產(chǎn)生的熱量。
22.【答案】解:(1)工件剛放在水平傳送帶上的加速度為a1:
由牛頓第二定律得:μmg=ma1
解得:a1=μg=5m/s2
經(jīng)t1時間與傳送帶的速度相同,則t1=va1=0.8s
前進的位移為:x1=12a1t12=1.6m
此后工件將與傳送帶一起勻速運動至B點,用時:t2=LAB?x1v=0.6s
所以工件第一次到達B點所用的時間:t=t1+t2【解析】(1)工件剛放在水平傳送帶上進行受力分析,運用牛頓第二定律和運動學公式進行求解。
(2)根據(jù)牛頓第二定律得出,工件上升的加速度,再根據(jù)運動學公式得出工件第二次到達B點所用的時間;
(3)由于工件在傳送帶的傾斜段運動時的加速度相同,在傳送帶的水平段運動時的加速度也相同,故工件將在傳送帶上做往復運動,找出這個過程中工件運動了23s時距A點右側(cè)的水平距離。
本題關(guān)鍵分析清楚工件的運動情況,根據(jù)牛頓第二定律求解出加速過程的加速度,再根據(jù)運動學公式和動能定理列式求解。
23.【答案】解:(1)小滑塊第一次沿斜面下滑的位移大小為:
小滑塊沿斜面下滑,由牛頓第二定律有:
小
沿斜面下滑的加速度大小為:
小滑塊第一次滑到斜面底端的速度大小為:
由v12=2a1x1解得:v1=2a1x1=4m/s
小滑塊滑上傳送上后,向右做勻減速運動,減速的加速度大小為:
μ2mg=ma2
解得:a2=μ2【解析】本題考查物體在傾斜傳送帶上的運動。解決本題的關(guān)鍵理清物體在整個過程中的運動規(guī)律,結(jié)合牛頓第二定律和運動學公式綜合求解,難度中等。(1)根據(jù)幾何關(guān)系求出小滑塊第一次沿斜面下滑的位移大小,根據(jù)牛頓第二定律求出小滑塊沿斜面下滑的加速度,結(jié)合速度位移公式求出小滑塊第一次滑到斜面底端的速度大小,根據(jù)牛頓第二定律求出小滑塊滑上傳送上后減速的加速度大小,再運用速度時間公式求小滑塊第一次在傳帶上運動的時間;
(2)根據(jù)功能關(guān)系求出小滑塊在斜面上運動的總路程。
24.【答案】解:(1)若向右為正方向,由動量定理,對運動的小物塊有:μmgt=mv?0
解得:t?=?0.8?s
(2)由動能定理,對運動的小物塊有:μmgL=12mv2?0
解得:L?=?1.6?m
(3)【解析】(1)對小物塊根據(jù)動量定理求解時間;
(2)對小物塊根據(jù)動能定理求解A、B兩點間的距離;
(3)根據(jù)功能關(guān)系求解運動過程中產(chǎn)生的熱量。
本題關(guān)鍵是分析清楚小物塊的運動過程,在運動過程中的受力情況,根據(jù)動量定理和動能定理求解比較簡單;本題也可以根據(jù)牛頓運動定律結(jié)合運動學公式分析求解。
25.【答案】解:(1)對物體在斜面上運動,有
x1=12a1t2
根據(jù)牛頓第二定律得。
聯(lián)立解得
a1=4m/s2,μ1=0.25
(2)物體滑至斜面底端時的速度
v1=a1t=4×1.5m/s=6m/s
物體在傳送帶上速度為零時離A最遠,此時有:
又
解得:L=3.6m
即物體在傳送帶上向左最多能滑到距A3.6m。
(3)物體在傳送帶上返回到與傳送帶共速時,有
得x=1.6m<L
由此知物體在到達A點前速度與傳送帶相等,返回到A點時的速度為v=4m/s【解析】(1)物體在斜面上運動時,根據(jù)勻變速直線運動的位移時間公式求出加速度,再根據(jù)牛頓第二定律求出動摩擦因數(shù)μ1;
(2)物體滑上傳送帶后做勻減速直線運動,結(jié)合牛頓第二定律和速度位移公式求出離A點的最大距離;
(3)物體在傳送帶上速度減為零后,返回做勻加速直線運動,根據(jù)運動學公式求出返回到A點的速度,再結(jié)合運動學公式和牛頓第二定律列式求出上滑的最大高度。
解決本題的關(guān)鍵理清物塊在各個階段的運動情況,結(jié)合牛頓第二定律和運動學公式進行求解。
26.【答案】解:(1)物塊離開傳送帶右端后做平拋運動的時間t=2hg=2×510s=1s
由題意可知,當傳送帶的速度為5m/s時,物塊在傳送帶右端做平拋運動的速度v′=s′t=41=4m/s<5m/s
因此此過程物塊在傳送帶上一直在做勻加速運動,加速度大小a=μmgm=μg=2m/s2
傳送帶的長L=v′22a=422×2m=4m
(2)當傳送帶速度為v1時,物塊到從傳送帶右端拋出做平拋運動的速度
v=st=【解析】(1)先研究平拋運動過程,根據(jù)下落的高度求出平拋運動的時間,根據(jù)水平位移和運動時間求出物塊離開傳送帶時的速度。由題意可知,當傳送帶的速度為5m/s時,塊在傳送帶上一直在做加速運動,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,再由速度位移公式求出傳送帶的長度L。
(2)當傳送帶速度為v1時,物塊先加速后勻速,根據(jù)速度時間公式求出勻加速運動的時間。由位移時間公式求得勻速運動的時間,從而求得總時間。
解決本題的關(guān)鍵要理清小物塊在傳送帶上的運動規(guī)律,注意分析物塊有無勻速運動,結(jié)合牛頓第二定律和運動學公式綜合求解。
27.【答案】解:(1)旅行包無初速度地輕放在傳送帶的左端,先在滑動摩擦力作用下做勻加速直線運動,加速度a=μg=0.2×10?m/s2=2?m/s2
勻加速運動的時間t1=v0a=0.5s
勻加速運動的位移x=12at12【解析】本題考查了水平傳送帶的問題,知道物體在傳送帶上運動時,當速度達到傳送帶速度時,做勻速直線運動,判斷運動過程是解題的關(guān)鍵。
(1)根據(jù)摩擦力計算加速度的大小,由速度時間公式計算加速時間,由位移時間公式計算加速位移,再由勻速運動的位移和時間關(guān)系計算勻速運動時間;
(2)要使旅行包在傳送帶上運行時間最短,必須使旅行包在傳送帶上一直加速,由速度位移公式計算速度。
28.【答案】解:(1)假設(shè)傳送帶足夠長,在整個過程中運用動能定理有:mgh?μmg要使滑塊停下來,傳送帶至少長s因為s<s產(chǎn)生熱量:Q(2)傳送帶逆時針轉(zhuǎn),且s<s滑塊在曲面上下落過程中,由動能定理得:mgh=則剛到達傳送帶時vv由μmg=ma,得滑塊的加速度大小a=1m/由s=v0所以傳送帶在這段時間通過的路程:s2=v
【解析】本題主要考查的是利用牛頓第二定律和運動學公式分析三種情況下滑塊的運動性質(zhì),根據(jù)運動性質(zhì)求出運動位移和時間,以及滑塊相對于傳送帶的位移,從而得出產(chǎn)生的熱量。
(1)假設(shè)傳送帶足夠長,在整個過程中運用動能定理求出滑塊停下來運動的位移,比
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