【题目】如图所示,一水平的长L=2.25m的传送带与平板紧靠在一起,且上表面在同一水平面,皮带以v0=4m/s匀速顺时针转动,现在传送带上左端静止放上一质量为m=1kg的煤块(视为质点),煤块与传送带及煤块与平板上表面之间的动摩擦因数为均为μ1=0.2.经过一段时间,煤块被传送到传送带的右端,此过程在传送带上留下了一段黑色痕迹,随后煤块在平稳滑上右端平板上的同时,在平板右侧施加一个水平向右恒力F=17N,F作用了t0=1s时煤块与平板速度恰相等,此时刻撤去F.最终煤块没有从平板上滑下,已知平板质量M=4kg,(重力加速度为g=10m/s2),求:
(1)传送带上黑色痕迹的长度;
(2)求平板与地面间动摩擦因数μ2的大小;
(3)平板上表面至少多长(计算结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)3.75m;(2)0.3;(3)1.6m
【解析】
根据牛顿第二定律求出煤块在传送带上发生相对滑动时的加速度,结合速度时间公式求出传送带达到速度v的时间以及煤块达到该速度的时间,根据运动学公式分别求出传送带和煤块的位移,从而得出黑色痕迹的长度;根据牛顿第二定律求出煤块在平板车上的加速度大小,结合速度时间公式求出共同的速度大小,从而通过速度时间公式求出平板车的加速度。对平板由牛顿第二定律列式求解动摩擦因数μ2的大小;根据牛顿第二定律求出平板车与地面间的动摩擦因数,得出煤块和平板车共速后煤块和平板车的运动规律,根据牛顿第二定律和运动学公式求出平板车表面的最小长度。
(1)对煤块由牛顿第二定律:μ1mg=ma1
解得: a1=2m/s2
若煤块一直加速到右端,设到右端速度为v1得:v12=2a1L
解得:v1=3m/s
因为v1<v0,所以煤块一直加速到右端,设需t1时间到右端得:
t1时间内皮带位移:s皮=v0t1=4×m=6m
△s=s皮﹣L=6﹣2.25m=3.75m
(2)煤块滑上平板时速度 v1=3m/s a1=2m/s
两者速度相等有:v共=v1﹣a1t0=a2t0
解得 a2=1m/s2 v共=1m/s
对平板由牛顿第二定律:F+μ1mg﹣μ2(M+m)g=Ma2
解得:μ2=0.3
(3)由于μ2>μ1,共速后煤块将以a1匀减速到停止,而平板以a3匀减速
对平板由牛顿第二定律:μ1mg﹣μ2(M+m)g=Ma3
解得:
可得时间为:
全过程平板位移:
解得:
全过程煤块位移:
所以板长 l=s煤﹣s板≈1.6m
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】(多选)如图甲所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移x之间的关系如图乙所示(g取10 m/s2),则下列结论正确的是( )
A. 物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态
B. 弹簧的劲度系数为500 N/m
C. 物体的质量为3 kg
D. 物体的加速度大小为5 m/s2
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】在研究摩擦力特点的实验中,将木块放在足够长的固定的水平长木板上,如图1所示。用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大,分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力Ff随拉力F变化的图象,如图2所示。已知木块质量为0.78 kg,取g=10 m/s2,sin 37°=0.60,cos 37°=0.80。求:
(1)木块与长木板间的动摩擦因数;
(2)若木块在与水平方向成斜向右上方的恒定拉力F作用下,以a=2.0 m/s2的加速度从静止开始做匀变速直线运动,如图3所示,则拉力F的大小应为多大?
(3)在(2)中力作用2 s后撤去拉力F,木块还能滑行多远?
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点,运动轨迹如图所示,三个质点同时从N点出发,同时达到M点,下列说法正确的是
A. 三个质点从N点到M点的平均速度相同
B. 三个质点任意时刻的速度方向都相同
C. 三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同
D. 三个质点从N点到M点的位移相同,路程不同
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】(11分)图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1,s2,…。求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出
--m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则
与m处应成_________关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列填空:
(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。
(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=__________mm,s3=__________mm。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。
(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】1930年,Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理论,他设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转,多次反复地通过高频加速电场,直至达到高能量。题图甲为Earnest O. Lawrence设计的回旋加速器的示意图。它由两个铝制D型金属扁盒组成,两个D形盒正中间开有一条狭缝;两个D型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图乙为俯视图,在D型盒上半面中心S处有一正离子源,它发出的正离子,经狭缝电压加速后,进入D型盒中。在磁场力的作用下运动半周,再经狭缝电压加速;为保证粒子每次经过狭缝都被加速,应设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始,最后到达D型盒的边缘,获得最大速度后被束流提取装置提取出。已知正离子的电荷量为q,质量为m,加速时电极间电压大小恒为U,磁场的磁感应强度为B,D型盒的半径为R,狭缝之间的距离为d。设正离子从离子源出发时的初速度为零。
(1)试计算上述正离子从离子源出发被第一次加速后进入下半盒中运动的轨道半径;
(2)设该正离子在电场中的加速次数与回旋半周的次数相同,试推证当R>>d时,正离子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的时间可忽略不计(正离子在电场中运动时,不考虑磁场的影响)。
(3)若此回旋加速器原来加速的是α粒子(),现改为加速氘核(
),要想使氘核获得与α粒子相同的动能,请你通过分析,提出一种简单可行的办法。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】下列有关近代物理内容的叙述正确的是
A. 一束光射到某种金属上未发生光电效应,改用波长较长的光照射则可能发生光电效应
B. 氡222的半衰期为3.8天,意味着氡222经过7.6天就完全衰变成其他元素
C. 卢瑟福粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的
D. 重核裂变会放出能量,是由于中等质量的核的比结合能比重核的大
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】一质量为m、电阻为r的金属杆ab,以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行,导轨平面与水平面成30°角,两导轨上端用一电阻R相连,如图所示,磁场垂直斜面向上,导轨的电阻不计,金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v,则金属杆在滑行的过程中,说法不正确的是( )
A. 向上滑行的时间小于向下滑行的时间
B. 在向上滑行时电阻R上产生的热量大于向下滑行时电阻R上产生的热量
C. 金属杆从开始上滑至返回出发点,电阻R上产生的热量为m(
)
D. 向上滑行时与向下滑行时通过电阻R的电荷量相等
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】a、b、c三个质点在一条直线上运动,它们的位移时间图象如图所示,下列说法正确的是()
A. 在时间内,三个质点的平均速度相同
B. 在时刻,质点c的速率最大
C. 在时间内,质点a、b做单向直线运动
D. 在这段时间内,三个质点运动方向相同
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com