6.物塊在水平傳送帶上運動情況的判斷:如圖所示,水平傳送帶以4m/s的速度順時針勻速運動,主動輪與從動輪的軸心距為12m.現(xiàn)將一物體m輕輕放在A輪的正上方,物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.2,則物體m經(jīng)過多長時間運動到B輪的正上方?該過程放出多少熱量?相對空載時該過程機(jī)器多付出多少能量?(物體m可視為質(zhì)點,g取10m/s2

分析 物體在滑動摩擦力的作用下作勻加速運動,先根據(jù)牛頓第二定律求解出加速度,然后假設(shè)物塊的速度達(dá)到v,所用時間為t,求出在t時間內(nèi)的位移,看物塊是否到達(dá)B輪的正上方,再判斷有無勻速運動,然后結(jié)合運動學(xué)的公式求得時間;由于摩擦產(chǎn)生的熱量等于物塊相對于傳送帶的位移與摩擦力的乘積.該過程機(jī)器多付出的能量等于摩擦生熱與物體獲得的動能之和.

解答 解:設(shè)物體勻加速過程的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律得:
   μmg=ma   
代入數(shù)據(jù)得:a=2 m/s2     
設(shè)物塊的速度達(dá)到v=4m/s時所用時間為t1,則:v=at1
所以:t1=$\frac{v}{a}$=$\frac{4}{2}$s=2s
2s內(nèi)的位移:x1=$\frac{v}{2}{t}_{1}$=$\frac{4}{2}$×2m=4m<L=12m
所以此后物體做勻速直線運動的時間,用時:t2=$\frac{L-{x}_{1}}{v}$=$\frac{12-4}{2}$s=4s
故物塊運動到B輪的正上方的時間:t=t1+t2=6s
只有在物體相對于傳送帶滑動的過程中,才會因摩擦產(chǎn)生熱量,該過程中物塊與傳送帶間的相對位移:
△x=vt1-x1=4×2-4=4m
產(chǎn)生的熱量:Q=f△x=μmg△x=0.2m×10×4=8m(J)
相對空載時該過程機(jī)器多付出的能量 E=Q+$\frac{1}{2}m{v}^{2}$=8m+$\frac{1}{2}m×{4}^{2}$=16m (J)
答:物體m經(jīng)過6s時間運動到B輪的正上方.該過程放出8m J的熱量.相對空載時該過程機(jī)器多付出16m的能量.

點評 本題關(guān)鍵要對物體受力分析后,根據(jù)牛頓第二定律求解出加速度,根據(jù)運動學(xué)公式判斷出物體的運動情況.

練習(xí)冊系列答案
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A.電源給電容器充電后,M板帶正電
B.導(dǎo)體棒在安培力作用下向右運動
C.超級電容器相當(dāng)電源,放電時兩端電壓不變
D.在電容器放電過程中,電容器電容不斷減小

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17.如圖所示的虛線框的區(qū)域內(nèi),存在電場強(qiáng)度E的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場.已知從虛線左方水平射入電子,穿過這區(qū)域時發(fā)生了偏轉(zhuǎn),設(shè)重力不計,則在這個區(qū)域中的E和B的方向一定是( 。
A.E和B都沿水平方向,并與電子運動方向相同
B.E和B都沿水平方向,并與電子運動方向相反
C.E豎直向上,B垂直于紙面向外
D.E豎直向上,B垂直于紙面向里

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14.某同學(xué)想測量某導(dǎo)電溶液的電阻率,先在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極(接觸電阻不計),兩電極相距L=0.700m,其間充滿待測的導(dǎo)電溶液.用圖中的器材進(jìn)行測量:
電壓表(量程15V,內(nèi)阻約30kΩ)
電流表(量程300μA,內(nèi)阻約50Ω)
滑動變阻器(100Ω,1A)
電池組(電動勢E=12V,內(nèi)阻r=6Ω)
單刀單擲開關(guān)一個、導(dǎo)線若干.
表中是他測量通過管中導(dǎo)電液柱的電流及兩端電壓的實驗數(shù)據(jù).
U/V01.03.05.07.09.011.0
I/μA02265109155175240
已知玻璃管的內(nèi)徑為4.000mm,回答以下問題:
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖2坐標(biāo)圖中已描點,請作出U-I圖象,并根據(jù)圖象求出電阻R=4.8×104Ω(保留兩位有效數(shù)字);
(2)計算導(dǎo)電溶液的電阻率表達(dá)式是ρ=$\frac{πRrhfrtvl^{2}}{4L}$(用R、d、L表示),測量值為0.86Ω•m(保留兩位有效數(shù)字);
(3)請由你設(shè)計的測量導(dǎo)電溶液電阻的電路圖,在圖1實物圖中補(bǔ)畫出未連接的導(dǎo)線.

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1.如圖所示,在正點電荷形成的電場中,a、b、c是一條電場線上的三點,a、b間的距離等于b、c間的距離,用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點的電勢和電場強(qiáng)度,以下判定正確的是(  )
A.φa>φb>φcB.Ea>Eb>EcC.φabbcD.Ea<Eb<Ec

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11.如圖所示電路中,R0為定值電阻,當(dāng)滑片P向右移動過程中,下列判斷正確的是( 。 
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