【題目】足夠長的光滑水平面上,有10個相同的小球沿直線等間隔均勻分布,總長度為l,并以相同的速度v0向右運動,如圖甲所示。在小球的正前方有一“加速帶”AB,當(dāng)小球從左端A進(jìn)入加速帶后在水平恒力作用下被加速,直至從右端B離開,小球經(jīng)過加速帶前后速度的變化情況如圖乙所示。已知1號球剛從B端離開時,4號球剛好從A端進(jìn)入。不考慮球的大小,試求
(1)10個小球最終分布的總長度。
(2)加速帶對10個小球做功的總功率P。已知小球在加速帶上所受水平恒力為F。
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)已知1號球剛從B端離開時,4號球剛好從A端進(jìn)入,因此1、4號兩球的運動時間有一定的關(guān)系;在運動示意圖中補畫出1號球剛從A端進(jìn)入時,2、3、4號球的位置關(guān)系;結(jié)合題中條件求出此時4號球與1號球之間的距離,根據(jù)題意和圖示,利用“等時性”,把1號球在加速帶上運動的時間轉(zhuǎn)化為4號球做勻速運動所用的時間。小球離開加速帶后以3v0 做勻速運動;已知1號球剛從B端離開時,4號球剛好從A端進(jìn)入,在運動示意圖中補畫出4號球剛從B端離開時,1、2、3號球的位置關(guān)系;利用“等時性”,把1號球在右側(cè)做勻速運動的時間轉(zhuǎn)化為4號球在加速帶上運動的時間,從而可以求出4號球剛從B端離開時1、4號兩球之間的距離,推算出小球離開加速帶后相鄰小球的間隔距離,則最終10個小球分布的總長度L等于9個間隔距離。
(2)已知小球在加速帶上運動的平均速度為2v0,且求出了小球在加速帶上運動的時間T,據(jù)此可求出加速帶的長度;已知物體加速帶上受到的水平恒力為F,可求出加速帶對10個小球所做的總功;補畫出10號球的運動示意圖,根據(jù)題意和圖示可知,加速帶對10個小球的做功時間等于1號球剛從A端進(jìn)入到10號球剛從B端離開所用的時間,再把該時間轉(zhuǎn)化為10號球運動的總時間;最后根據(jù)功率公式求出加速帶對10個小球做功的總功率P。
(1)“最終”是指10個小球全部離開了加速帶。根據(jù)圖乙可知,所有小球從加速帶B端出來后速度都被加速到了3v0,且保持這個速度不變,這就意味著一旦10個小球全部從B端出來后,它們的總長度也會保持不變。這個長度就是10號球剛離開B端時,它與1號間的距離。
由于每個小球在加速帶上運動的情況完全相同,因此,小球依次從B 端離開加速帶的時間差等于依次進(jìn)入加速帶的時間差。這樣,10號球與1號球出加速帶的時間差與進(jìn)入加速帶的時間差Δt相等,而
故10號球剛從B端出來時,1號與10號間的距離L=3v0Δt
解得L=3l
此即10個小球最終分布的總長度。
(2)因加速帶對10個小球做功并不同步,故對10個小球做功的總功率要小于對單個小球做功的功率之和。
小球在加速帶上運動的時間
小球在加速帶上運動的平均速度
故加速帶長度為
因而加速帶對10個小球所做總功為W=10FL0
加速帶做功的總時間應(yīng)是從1號球進(jìn)入加速帶A端開始,直到10號球離開加速帶B端為止,這段時間即t=Δt +T
又加速帶對10個小球做功的總功率為
解得P=5Fv0
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,圓盤上疊放著兩個物塊A和B.當(dāng)圓盤和物塊繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動時,物塊與圓盤始終保持相對靜止,則( )
A. 物塊B受4個力作用
B. 物塊B受5個力作用
C. 當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時,A受摩擦力增大,B所受摩擦力不變
D. A對B的摩擦力方向沿半徑指向轉(zhuǎn)軸
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,水平地面上有一個坑,其豎直截面為半圓,O為圓心,且AB為沿水平方向的直徑,圓弧上有一點C,且∠COD=60°.若在A點以初速度v1沿AB方向平拋一小球,小球?qū)糁锌颖谏系淖畹忘cD;若在C點以初速度v2沿BA方向平拋的小球也能擊中D點.重力加速度為g,下列說法正確的是( 。
A. 拋出時,兩球的速度大小之比為v1:v2=2∶
B. 拋出時,兩球的速度大小之比為v1:v2=∶3
C. 運動到D點時,兩球的速度方向的夾角為60°
D. 若兩球同時拋出且速度大小合適,則兩球可能在空中相遇
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】實驗室提供了如圖甲所示的一個標(biāo)準(zhǔn)的彈簧測力計。
(1)手持該測力計的掛鉤,將其倒置,靜止時測力計示數(shù)如圖乙所示。不計摩擦和彈簧質(zhì)量,測力計其余部分重力不能忽略,則該測力計的重力__________。
① 為0.3N ② 為0.6N
③ 略大于0.3N ④ 略大于0.6N
(2)現(xiàn)要測量該測力計內(nèi)部彈簧的勁度系數(shù),至少還需要提供的實驗器材是__________。
① 毫米刻度尺
② 毫米刻度尺、鉤碼
③ 毫米刻度尺、鉤碼、天平
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)用多用電表測定一只電阻的阻值,多用電表電阻擋有3種倍率,分別是×100Ω、×10Ω、×1Ω.該同學(xué)選擇×10Ω倍率,用正確的操作方法測量時,發(fā)現(xiàn)指針轉(zhuǎn)過角度太。贋榱藴(zhǔn)確地進(jìn)行測量,請你從以下給出的操作步驟中,選擇必要的步驟,并排出合理順序: .(填步驟前的字母)
A.旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至歐姆擋“×lΩ”
B.旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至歐姆擋“×100Ω”
C.旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至“OFF”,并拔出兩表筆
D.將兩表筆分別連接到Rx的兩端,讀出阻值后,斷開兩表筆
E.將兩表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針對準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的零刻度,斷開兩表筆
②按正確步驟測量時,指針指在圖示位置,Rx的測量值為 Ω.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】甲乙兩物體在同一直線上,沿同方向的運動。其運動的速度—時間圖像如圖所示,由圖可知:( )
A. 0~10s的時間內(nèi),甲乙兩物體間的距離逐漸增大,t =20s時兩物體相遇。
B. 0~10s的時間內(nèi),甲乙兩物體間的距離逐漸減小,t =10s時兩物體相遇。
C. t=20后甲物體運動的加速度和速度都反向,所以兩物體相遇只能發(fā)生在20s之后。
D. 無法判斷甲乙兩物體在何時相遇。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水,內(nèi)有一個紅蠟塊能在水中以0.3m/s的速度勻速上浮.現(xiàn)當(dāng)紅蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時,使玻璃管水平勻速向右運動,測得紅蠟實際運動的方向與水平方向的夾角為37°,則:(已知sin37°=0.6;cos37°=0.8)
(1)根據(jù)題意可知玻璃管水平方向的移動速度為_______m/s.
(2)若玻璃管的長度為0.6m,則當(dāng)紅蠟塊從玻璃管底端上浮到頂端的過程中,玻璃管水平運動的距離為_______m.
(3)如圖乙所示,若紅蠟塊在A點勻速上浮的同時,使玻璃管水平向右作勻加速直線運動,則紅蠟塊實際運動的軌跡是圖中的_______.
A.直線P B.曲線Q C.曲線R D.無法確定
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】我國發(fā)射的神州五號載人宇宙飛船的周期約為90min.如果把它繞地球的運動看作勻速圓周運動,飛船運動和人造地球同步衛(wèi)星的運動相比( )
A. 飛船的軌道半徑大于同步衛(wèi)星的軌道半徑
B. 飛船的運行速度大于同步衛(wèi)星的運行速度
C. 飛船運動的向心加速度大于同步衛(wèi)星運動的向心加速度
D. 飛船運動的角速度小于同步衛(wèi)星運動的角速度
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,用兩根輕細(xì)金屬絲將質(zhì)量為m、長為L的金屬棒ab懸掛在c、d兩處,置于勻強磁場內(nèi).當(dāng)棒中通以從a到b的電流I后,兩懸線偏離豎直方向θ角而處于平衡狀態(tài).為了使棒平衡在該位置上,所需的磁場的最小磁感應(yīng)強度的大小、方向為( )
A. mgtan θ/IL,豎直向上 B. mgtan θ/IL ,豎直向下
C. mgsin θ/IL,平行懸線向下 D. mgsin θ/IL ,平行懸線向上
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com