(12分)一質(zhì)量為M="2.0" kg的小物塊隨足夠長(zhǎng)的水平傳送帶一起運(yùn)動(dòng),被一水平向左飛來的子彈擊中并從物塊中穿過,如圖(一)所示.地面觀察者紀(jì)錄了小物塊被擊中后的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖(二)所示(圖中取向右運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较颍?已知傳送帶的速度保持不變,g取10 m/s2.
(1)指出小物塊隨傳送帶一起運(yùn)動(dòng)速度v的方向及大小,并說明理由;
(2)計(jì)算物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ
(3)計(jì)算傳送帶總共對(duì)外做了多少功?系統(tǒng)有多少能量轉(zhuǎn)化為熱能?
(1)傳送帶的速度v的方向向右,大小為2.0 m/s.從速度圖像中可以看出,物塊被擊穿后,先向左做減速運(yùn)動(dòng),速度為零后,又向右做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度等于2 m/s以后隨傳送帶一起向右做勻速運(yùn)動(dòng).(2)μ=0.2(3)36.0(J)
(1)傳送帶的速度v的方向向右,大小為2.0 m/s.從速度圖像中可以看出,物塊被擊穿后,先向左做減速運(yùn)動(dòng),速度為零后,又向右做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度等于2 m/s以后隨傳送帶一起向右做勻速運(yùn)動(dòng).……………………………………………………………(2分)
(2)由速度圖像可得,物塊在滑動(dòng)摩擦力的作用下做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度為a,有
a==m/s2="2.0" m/s2………………………………………………………………(1分)
由牛頓第二定律:得μMg=Ma…………………………………………………………(2分)
得到物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)
μ===0.2…………………………………………………………………………(1分)
(3)解法一:由速度圖像可知,傳送帶與物塊存在摩擦力的時(shí)間只有3秒,傳送帶在這段時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的位移為s,
s=vt="2.0×3" m="6.0" m……………………………………………………………………(1分)
所以,傳送帶所做的功
W=fs="4.0×6.0" J="24.0" J…………………………………………………………………(2分)
在物塊獲得速度到與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)的過程中,物塊動(dòng)能減少了ΔEK
ΔEK=-Mv2=×2.0×42-×2.0×22="12.0" J……………………………………(1分)
所以轉(zhuǎn)化的熱能EQ=WEK="24.0+12.0=36.0" J………………………………………(2分)
解法二:
以傳送帶為參考系,物塊以相對(duì)于傳送帶的速度
v′=+v=4.0+2.0=6.0(m/s)……………………………………………………………(2分)
物塊被擊中后到相對(duì)靜止的過程中,物塊相對(duì)傳送帶通過的路程為:
s′=t=×3=9(m)………………………………………………………………………(2分)
所以轉(zhuǎn)化的熱能EQ=fs′=4.0×9=36.0(J)……………………………………………(2分)
練習(xí)冊(cè)系列答案
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物理學(xué)家從千差萬別的自然現(xiàn)象中抽象出一個(gè)貫穿其中的物理量:      ,在自然界經(jīng)歷的多種多樣的變化中它不變化。

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(20分)如圖所示,有n個(gè)相同的貨箱沿同一條直線停放在傾角為θ的斜面上,每個(gè)貨箱長(zhǎng)皆為l,質(zhì)量皆為m,相鄰兩貨箱間距離為l,最下端的貨箱到斜面底端的距離也為l.現(xiàn)給第1個(gè)貨箱一適當(dāng)?shù)某跛俣?i>v0,使之沿斜面下滑,在每次發(fā)生正碰后(碰撞時(shí)間很短),發(fā)生碰撞的貨箱都粘合在一起運(yùn)動(dòng),當(dāng)動(dòng)摩擦因數(shù)為μ時(shí),最后第n個(gè)貨箱恰好停在斜面底端.求:

(1)第一個(gè)貨箱碰撞第二個(gè)貨箱前瞬間的速度v1;
(2)設(shè)第一次碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為,第一次碰撞前的瞬間第一個(gè)貨箱的動(dòng)能為,求的比值;
(3)整個(gè)過程中由于碰撞而損失的機(jī)械能.

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如圖所示,若在湖水里固定一細(xì)長(zhǎng)圓管,管內(nèi)有一活塞,它的下端位于水面上.活塞的底面積S="1" cm2,質(zhì)量不計(jì),水面上的大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105 Pa.現(xiàn)把活塞緩慢地提高H="15" m,水上升h="10" m,則拉力對(duì)活塞做功為___________ J.

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如圖3-13一質(zhì)量為M、長(zhǎng)為l的長(zhǎng)方形木板B放在光滑的水平地面上,在其右端
放一質(zhì)量為m的小木塊A,m<M。現(xiàn)以地面為參考系,給A和B以大小相同,方向相反的初速度,使A開始向左運(yùn)動(dòng),B開始向右運(yùn)動(dòng),但最后A剛好沒有滑離B板。求小木塊A向左運(yùn)動(dòng)到達(dá)最遠(yuǎn)處(對(duì)地)離出發(fā)點(diǎn)的距離。

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兩個(gè)質(zhì)量不同的小鐵塊A和B,分別從高度相同且都光滑的斜面和圓弧斜面的頂點(diǎn)滑向底部,如圖所示,如果它們的初速度都為零,則下列說法正確的是
A.下滑過程中重力所做的功相等B.它們到達(dá)底部時(shí)動(dòng)能相等
C.它們到達(dá)底部時(shí)速率相等D.它們到達(dá)底部時(shí)速率不相等

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量為m的小球,從離地面h高處以初速度豎直上拋,小球上升到離拋出點(diǎn)的最大高度為H,若選取最高點(diǎn)為零勢(shì)能面,不計(jì)空氣阻力,則 (   )
A.小球在拋出點(diǎn)的機(jī)械能是0
B.小球落回拋出點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能是-mgH
C.小球落到地面時(shí)的動(dòng)能是
D.小球落到地面時(shí)的重力勢(shì)能是-mgh

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兩塊材料相同的物塊A、B,放在水平粗糙地面上,在力F作用下一同前進(jìn),如圖示,其質(zhì)量之比為mA:mB="2:1" 在運(yùn)動(dòng)過程中,力F一共對(duì)物體做功300J,則A對(duì)B的彈力對(duì)B所做的功一定(   )

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C.300J                     D.條件不足,無法判斷

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同步練習(xí)冊(cè)答案