精英家教網(wǎng)如圖所示,質(zhì)量為m=1kg的滑塊,放在光滑的水平平臺(tái)上,平臺(tái)的右端B與足夠長(zhǎng)的水平傳送帶相接,皮帶輪的半徑為R=o.5m,且以角速度ω=12rad/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(傳送帶不打滑),先將滑塊緩慢向左壓縮固定在平臺(tái)上的輕彈簧,然后突然釋放,當(dāng)滑塊滑到傳送帶上距B端L=15m的C點(diǎn)時(shí),與傳送帶速度大小相等,滑塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.15.(g=10m/s2)求:
(1)釋放滑塊前彈簧具有的彈性勢(shì)能.
(2)滑塊從B到C所用的時(shí)間.
(3)滑塊從B到C系統(tǒng)因摩擦增加的內(nèi)能.
分析:(1)判定物體運(yùn)動(dòng)的情況,根據(jù)動(dòng)能定理和能的轉(zhuǎn)換和守恒求解彈簧的彈性勢(shì)能.
(2)滑塊滑上傳送帶后,分情況考慮,若一直加速,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律解答,若先向左勻減速運(yùn)動(dòng)至速度為零,以后向右勻加速運(yùn)動(dòng),運(yùn)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解時(shí)間.
(3)先分情況根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出滑塊與傳送帶的相對(duì)路程s,再由Q=fs求解熱量.
解答:解:
(1)傳送帶的速度:v=ωR=6m/s
若一直減速:由動(dòng)能定理可得:-μmgL=
1
2
mv2-
1
2
m
v
2
B

可求得:vB=9m/s
由能量守恒與轉(zhuǎn)化可得:E P=
1
2
m
v
2
B
=40.5J
若先減速到零再反向加速到C點(diǎn)與傳送帶速度大小相等,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得:
   
v
′2
B
2μg
-
v2
2μg
=L
             
解得:
v
B
=9m/s                  
由能量守恒與轉(zhuǎn)化可得:EP=
1
2
m
v
′2
B
=40.5J
(2)若一直減速,設(shè)由B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1
則:
v+vB
2
t1
=L
得t1=2s
若先減速到零再反向加速到C點(diǎn),設(shè)由B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2
則:t2=
v′
 
B
μg
+
v
μg
=10s
(3)若一直減速到C與帶速度大小相等,相對(duì)位移的大小
△x=L+v1t=27m                
系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能△E1=μmg△x1=40.5J
若先減速到零再反向加速到C點(diǎn),相對(duì)位移的大小
△x2=L+vt2=75                  
系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能△E2=μmg△x2=112.5J
答:(1)釋放滑塊前彈簧具有的彈性勢(shì)能為40.5J.
(2)滑塊從B到C所用的時(shí)間若一直減速為2s,先減速在加速時(shí)間為10s.
(3)滑塊從B到C系統(tǒng)因摩擦增加的內(nèi)能若一直減速為40.5J,若先減速在加速為112.5J.
點(diǎn)評(píng):對(duì)于物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,分析受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是解題的關(guān)鍵,再運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分步研究,求摩擦生熱要用相對(duì)路程.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量為m的球,被長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩吊起處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對(duì)小球施加水平向右的恒力F,小球開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為60°,小球速度恰好為0( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(選修3-5)
(1)核能是一種高效的能源.
①在核電站中,為了防止放射性物質(zhì)泄漏,核反應(yīng)堆有三道防護(hù)屏障:燃料包殼,壓力殼和安全殼(見(jiàn)圖甲).結(jié)合圖乙可知,安全殼應(yīng)當(dāng)選用的材料是
混凝土
混凝土


②圖丙是用來(lái)監(jiān)測(cè)工作人員受到輻射情況的胸章,通過(guò)照相底片被射線感光的區(qū)域,可以判斷工作人員受到何種輻射.當(dāng)胸章上1mm鋁片和3mm鋁片下的照相底片被感光,而鉛片下的照相底片未被感光時(shí),結(jié)合圖2分析工作人員受到了
β
β
射線的輻射;當(dāng)所有照相底片被感光時(shí),工作人員受到了
γ
γ
射線的輻射.
(2)下列說(shuō)法正確的是
A.盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)
B.受普朗克量子論的啟發(fā),愛(ài)因斯坦在對(duì)光電效應(yīng)的研究中,提出了光子說(shuō)
C.核反應(yīng)方程
 
238
92
U→
 
234
90
Th+
 
4
2
He屬于裂變
D.宏觀物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)非常小,極易觀察到它的波動(dòng)性
E.根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程,物體具有的能量和它的質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系
F.β衰變中產(chǎn)生的β射線實(shí)際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的
G.中子與質(zhì)子結(jié)合成氘核的過(guò)程中需要吸收能量
H.升高放射性物質(zhì)的溫度,可縮短其半衰期
I.氫原子輻射出一個(gè)光子后,根據(jù)玻爾理論可知?dú)湓拥碾妱?shì)能增大,核外電子的運(yùn)動(dòng)加速度增大
J.對(duì)于任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長(zhǎng)”,入射光的波長(zhǎng)必須小于這個(gè)波長(zhǎng),才能產(chǎn)生光電效應(yīng)
(3)如圖所示,質(zhì)量為M=2kg的足夠長(zhǎng)的小平板車靜止在光滑水平面上,車的一端靜止著質(zhì)量為MA=2kg的物體A(可視為質(zhì)點(diǎn)).一個(gè)質(zhì)量為m=20g的子彈以500m/s的水平速度迅即射穿A后,速度變?yōu)?00m/s,最后物體A靜止在車上.若物體A與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.(g取10m/s2
①平板車最后的速度是多大?
②全過(guò)程損失的機(jī)械能為多少?
③A在平板車上滑行的距離為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2010?黑龍江模擬)(按題目要求作答,寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案不得分)
如圖所示,質(zhì)量為m=1kg的物體以v0=3.4m/s的初速度在動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2的水平桌面上滑行L=0.64m離開(kāi)桌子邊緣落到水平地面上,已知桌面到地面的高度h=0.80m.(不計(jì)空氣阻力g取10m/s2
求:(1)物體離開(kāi)桌面邊緣時(shí)的速度大。
(2)物體落地點(diǎn)與桌子邊緣的水平距離.
(3)物體落地時(shí)的速度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2005?青浦區(qū)模擬)如圖所示,質(zhì)量為m的帶電金屬小球,用絕緣細(xì)線與質(zhì)量為M(M=2m)的不帶電木球相連,兩球恰能在豎直向上的足夠大且場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,以速度v勻速豎直向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)木球升至a點(diǎn)時(shí),細(xì)線突然斷裂,木球升至b點(diǎn)時(shí)速度為零.則木球速度為零時(shí),金屬球的速度大小為
3v
3v
,a、b之間的電勢(shì)差為
Ev2
2g
Ev2
2g

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2003?徐州一模)如圖所示,質(zhì)量為M的木板可以沿傾角為α的固定斜面無(wú)摩擦地滑下,欲使木板靜止在斜面上,木板上質(zhì)量為m的人應(yīng)以多大的加速度向下奔跑?

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