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1、选择题 如图所示,水平传送带以速度v匀速传动,一质量为m的小物块A由静止轻放在传送带上,若小物块与传送带间的动摩擦因数为u,已知物块在传送带上先加速后匀速,下列说法中正确的是( )
A.摩擦力对物块一直做负功
B.摩擦力对传送带一直做正 ">
时间:2017-08-07 16:17:29
1、选择题 如图所示,水平传送带以速度v匀速传动,一质量为m的小物块A由静止轻放在传送带上,若小物块与传送带间的动摩擦因数为u,已知物块在传送带上先加速后匀速,下列说法中正确的是( )
A.摩擦力对物块一直做负功
B.摩擦力对传送带一直做正功
C.传送带克服摩擦力做功的功率为
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参考答案:A、B、物块在传送带上先加速后匀速,加速过程受到向前的滑动摩擦力,匀速过程不受摩擦力,故只有加速过程摩擦力做正功,故AB均错误;
C、传送带克服摩擦力做功的功率为:P=fv=μmgv,故C错误;
D、设木块加速运动的时间为t,木块的加速位移为.vt=12vt;传送带t时间内的位移为vt;
相对位移为vt-12vt=12vt;
对木块,根据动能定理,有:f?12vt=12mv2
内能增加量:Q=f△S=f?12vt
故Q=12mv2
故D正确;
故选:D.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 (14分)如图装置,AB段为倾角为37°的粗糙斜面,动摩擦因数μ1为0.25,BC、CE段光滑,CD为一光滑的圆形轨道,半径R=\"0.\" 32m,物体在C点能顺利进出圆形轨道而不损失机械能。EF为一逆时针匀速转动的足够长的传送带,动摩擦因数μ2为0.2。现从AB面上距地面H处轻轻放上一质量m=1kg的小物块(视为质点)。物块经过CD轨道后滑向传送带。取600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/ym1b0mzn0pj.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,sin370=0.6,cos370=0.8。
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/q3ou1csxv13.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
1、现将物体从H=2.7m处释放,求①第一次经过B点时的速度大小,②第一次经过D点时轨道对物块的压力大小。
2、若传送带的速度为v=5m/s。物体仍从H=2.7m处释放,试计算说明物体能否两次通过最高点D?若能通过,请计算第二次通过最高点D点时轨道对物块的压力大小。
3、若传送带速度大小可在释放物块前预先调节。将物体从H=2.7m处释放,从释放到第二次进入圆轨道过程的过程中,试分析物块和各接触面摩擦至少要产生多少热量才能保证物体能够两次到达D点?
4、现将传送带速度调节至一足够大速度值,将物体从AB某处释放后,第10次进入圆轨道时仍不脱离圆轨道,试分析释放物块的高度有何要求?
参考答案:(1)6m/s, 62.5N (2)28.125N (3)59J?(4)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/v53ydr4jlig.png\" style=\"vertical-align:middle;\">和
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/cbd3t3ckp4v.png\" style=\"vertical-align:middle;\">.
本题解析:(1)物体由H处下落到达B端,由动能定理:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/gpzfkdaxiad.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/mbipqrxtqd2.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
物体运动到由B运动到D点:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/wzgt25mxgs5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/lfb4pa2r3tt.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
D点有:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/24ezgoyfs5y.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
得:N1=62.5N
(2)物体若能通过D点在水平面处的最小速度为v0,则由动能定理:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/eicy5pcjzcz.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/srbtvsu4h3g.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
物体上传送带时速度为6m/s,上传送带后先减速为0,再反向加速。5m/s<6m/s,则反向时E点的速度vE=5m/s。由5m/s>4m/s,物体能够到达D点。
物体运动到由E运动到D点:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/wzgt25mxgs5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/h4mgm4yoyeu.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
D点有:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/hb5zvsjimzp.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/d00yxr20qyo.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
(3)物体运动若要第二次到达D点,从传送带上返回E点时,速度至少为4m/s,则传送带的速度至少为4m/s.
物体滑上传送带后的运动图像可由下图表示600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/ftsyhubusck.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
由图像可知传送带速度越小,两者的相对位移(图中阴影的面积)越小。综合以上分析传送带的速度为4m/s时,在传送带上放热最少。而在斜面上运动时,摩擦放热为定值。综上所述:
在斜面上摩擦放热:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/m2okycwidh5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
物体在传送带上运动:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/0b0dpq1qj3d.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
则摩擦总共放热:Q=59J
(4)物体不脱离圆形轨道的情形有两种,一种是全部通过最高点D,一种是滑块滑到CD轨道的圆心高度以下。由第(3)问图像可以知道,传送带速度足够大,物体无论以什么样的速度滑上传送带,返回的速度均等于滑上传送带时的速度,物体的机械能的损失相当于全部发生在斜面上。
①物体10次都过D点
设某次滑上斜面时初速度为v0,滑上后又滑下的速度为v1,,根据能量守恒定律有:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/gazbj2e1w0z.png\" style=\"vertical-align:middle;\">(1)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/oz32lor5fn4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(2)
(1)(2)联立得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/krtyi3t1yq1.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
即每次滑上斜面再滑下斜面后,动能变为原来的1/2,数列为等比数列.
第十次开始滑上D点时,等于经过EC滑上圆轨道的速度,最小值为v10=4m/s,所以600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/3knleyipzh3.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,则物体第一次冲上斜面的速度为v1,
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/3hrwh5eyr1c.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,v1=16m/s,也就是第一次滑动B点的速度
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/ghipcafpm2w.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
此时由释放点到B点动能定理:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/5xtgjygzomx.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
得H1=19.2m
则释放的最小高度为19.2m
②物体最高到达CD圆心高度,则由动能定理:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/5ohw3f2cbdh.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
得H2=0.24m
讨论:下面讨论物体是否存在能够在一次经过D点,经过斜面滑上滑下后到达不了CD圆心高度。
由于通过最高点机械能至少为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/bbgzclq4zfc.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,经过一次滑上滑下斜面后,物体上圆轨道时机械能变为原来一半,则
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/cwi2o5iweez.png\" style=\"vertical-align:middle;\">。故不可能出现经过D点后下一次冲不到圆心高度的情况。
综上所述:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/v53ydr4jlig.png\" style=\"vertical-align:middle;\">和
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/cbd3t3ckp4v.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,粗糙的水平面与竖直平面内的光滑弯曲轨道BC在B点相接.一小物块从AB上的D点以初速v0=8m/s出发向B点滑行,DB长为12m,物块与水平面间动摩擦因数μ=0.2,
求:(1)小物块滑到B点时的速度;?
(2)小物块能沿弯曲轨道上滑到距水平面的最大高度.600)makesmallpic(this,600,1800);\' alt=\"91考试网\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/0kjle4o5szw.png\">
参考答案:(1)在到达B点前,只有滑动摩擦力f对物体做功,对物体从D到B的过程运用动能定理,设物体在B点时的速度为v,则:f?sDB=12mv212mv02?①
又f=μmg?②
联立以上两式解得
v=4?m/s
(2)物体在沿弯曲轨道上滑的过程中,只有重力对物体做功,设物体能够上滑的最大高度为h,根据动能定理,有:
则12mv2=mgh?
?解得?h=0.8m
答:(1)小物块滑到B点时的速度为4m/s;
(2)小物块能沿弯曲轨道上滑到距水平面的最大高度为0.8m.
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 《愤怒的小鸟》是时下一款很流行的游戏。为了报复偷走鸟蛋的肥猪们,鸟儿以自己的身体为武器,如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒。某班的同学们根据自己所学的物理知识进行假设:视小鸟为质点,小鸟被弹弓沿水平方向弹出,如图所示。其中h1=0.8m,l1=2m,h2=2.4m,l2=1m,取g=10m/s2,则:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/y5rmq42rr0i.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
(1)小鸟以多大速度水平弹出刚好擦着台面草地边缘落在地面上?
(2)小鸟被弹出后能否直接打中肥猪?请用计算结果进行说明。
(3)如果小鸟以速度v0水平弹出后,先掉到台面的草地上,接触台面瞬间竖直速度变为零,水平速度不变,小鸟在草地上滑行一段距离后飞出,若要打中肥猪,小鸟和草地间的动摩擦因数μ应为多少(用题中所给的符号v0、h1、l1、h2、l2、g表示)?
参考答案:(1)5m/s;(2)不能直接击中堡垒(见解析);(3)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/fmd1bguwvmw.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析:
试题分析:(1)水平弹出刚好擦着台面草地边缘,运动时间600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/xol11nj40b0.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,水平速度
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/4wvnlbfrbti.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
(2)设小鸟以v0的速度弹出能直接击中肥猪堡垒,则:由平抛运动规律得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/2g113ynkcf3.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/ds54nxbssf5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
考虑上述初速度的情况下,小鸟下落h1高度时的水平射程为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/q4mg3prkxur.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,
得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/cfapjoehisp.png\" style=\"vertical-align:middle;\">。小鸟先落到台面的草地上,不能直接击中堡垒。
(3)设小鸟落在台面上时的水平射程为x,飞出台面的速度为v,则:
水平射程600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/0yvkt2y40i4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
同理离开台面上草地上的速度 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/1c3uevnr3on.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
由动能定理得 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/eljzes5i3ht.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
三式联立可得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/fmd1bguwvmw.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,小球由静止开始沿光滑轨道滑下,接着水平抛出。小球抛出后落在斜面上。已知斜面的倾角为θ,斜面底端在抛出点正下方,斜面顶端与抛出点在同一水平面上,斜面长度为L,斜面上M、N两点将斜面长度等分为3段,小球可以看作质点,空气阻力不计。为使小球能落在M点以上,小球开始时释放的位置相对于抛出点的高度h应满足什么条件?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/wjjyv0lqtiy.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
参考答案:小球沿轨道滑下,由动能定理得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/r51hnd3pm3z.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?…………………………4分
小球离开桌面后做平抛运动: x =v0t? y =gt2/2 ?…………………………2分+2分
得: 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/crf3jveorvh.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
为使小球落在M点以上,应满足:
当? y=2Lsinθ/3时? x>Lcosθ/3?…………………………2分
本题解析:故要使小球落在M点以上,则h 满足的条件:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/cbv0ezuval0.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?……………………4分略
本题难度:简单