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    如图所示为某同学设计的节能运输系统．斜面轨道的倾角为37°，木箱与轨道之间的动摩擦因数μ=0.25．设计要求：木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量m=2.8kg的货物装入木箱，木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动装货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，接着再重复上述过程．若g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：满足设计要求的木箱质量．
    分析：对木箱上滑过程受力分析，根据牛顿第二定律列方程即可求解；
    从开始到木箱恰好被弹回到轨道顶端过程，系统损失的能量为mglsinθ即m的重力势能，全部用来克服摩擦力做功．只看开始和最后两个状态弹簧弹性势能以及M的机械能没有改变，据此可以利用功能关系求解．
    解答：解：设木箱沿轨道下滑的最大距离为L，弹簧被压缩至最短时的弹性势能为EP，根据能量守恒定律：
    货物和木箱下滑过程中有：（m′+m）gsin37°L=μ（m′+m）gcos37°L+EP
    木箱上滑过程中有EP=m′gsin37°L+μm′gcos37°L
    联立代入数据解得：m′=m=2.8kg；
    答：满足设计要求的木箱质量2.8kg．
    点评：本题比较全面的考查了学生对功能关系、牛顿运动定律等的理解与应用，有一定难度，在平时要加强这方面的训练．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示为某同学设计的节能运输系统．斜面轨道的倾角为37°，木箱与轨道之间的动摩擦因数μ=0.25．设计要求：木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量m=2kg的货物装入木箱，木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动装货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，接着再重复上述过程．若g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
    （1）离开弹簧后，木箱沿轨道上滑的过程中的加速度大小．
    （2）满足设计要求的木箱质量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网I．下列说法中正确的是
    A．热现象过程中不可避免地出现能量耗散现象，能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有方向性
    B．两个分子间的距离由很远（r＞10-9m）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大；分子势能不断增大
    C．物体放出热量，温度不一定降低
    D．在温度不变的条件下，饱和汽的体积减小，其压强增大
    II．如图所示为某同学设计的一简易火灾报警装置．其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，当水银柱上表面与导线接触时，恰使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声．27℃时，空气柱长度L1为20cm，水银上表面与导线下端的距离L2为10cm，管内水银柱的高度h为13cm，大气压强为75cm水银柱高．
    （1）当温度至少达到多少摄氏度时，报警器会报警？
    （2）如果要使该装置在87℃时报警，则应该再往玻璃管内至少注入多少厘米高的水银柱？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示为某同学设计的节能运输系统。斜面轨道的倾角为37°，木箱与轨道之间的动摩擦因数μ=0.25。设计要求：木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量m=2kg的货物装入木箱，木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动装货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，接着再重复上述过程。若g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

    （1）离开弹簧后，木箱沿轨道上滑的过程中的加速度大小。

    （2）满足设计要求的木箱质量

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    科目：高中物理 来源：2015届黑龙江省高一下学期期末考试物理试卷（解析版） 题型：计算题

    如图所示为某同学设计的节能运输系统．斜面轨道的倾角为37°，木箱与轨道之间的动摩擦因数μ＝0.25.设计要求：木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量m＝2.8kg的货物装入木箱，木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动装货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，接着再重复上述过程．若g取10 m/s2，sin37°＝0.6 ，cos37°＝0.8.求：满足设计要求的木箱质量．

     

     

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