【题目】如图所示,传送带的倾角θ=37°,在电动机的带动下以v=4m/s的速率沿顺时针方向运行,在传送带的底端B有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物块挡住,在传送带的顶端A无初速地释放一物块,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,A、B间的长度L=9m,物块与挡板碰撞前后物块的速度大小不变,方向相反,物块与挡板的碰撞时间极短.取g=10m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)物块刚被放上传送带时的加速度大小a1;
(2)物块与挡板P碰撞前瞬间的速度大小v1;
(3)从物块与挡板P第一次碰撞后,物块再次上升到最高点(尚未到达A点)所需要的时间t.
【答案】
(1)
解:物块从A点由静止释放,物块向下运动,所以受到的摩擦力的方向向上,由牛顿第二定律得向下的运动:ma1=mgsinθ﹣μmgcosθ,
代入数据解得:a1=2m/s2
(2)
解:由速度位移公式可知,与P碰前的速度为:v1= = m/s
(3)
解:物块与挡板碰撞后,以v1的速率反弹,因v1>v,物块相对传送带向上滑,此时摩擦力的方向向下,由牛顿第二定律可知,物块向上做减速的运动,有:
ma2=mgsinθ+μmgcosθ,
代入数据解得:a2=10m/s2
物块速度减小到与传送带速度相等所需时间为:t1= = =0.2s,
物块速度与传送带速度相等后,μ<tanθ,由牛顿第二定律可知,ma3=mgsinθ﹣μmgcosθ,
代入数据解得,物块向上做减速运动的加速度为:a3=2m/s2,
物块减速到0的时间为: s
所以物块再次上升到最高点所需要的时间为:t=t1+t2=2+0.2=2.2s
【解析】(1)应用牛顿第二定律求解加速度;(2)根据匀变速直线运动的速度位移公式求出物块与挡板P碰撞前瞬间的速度大小;(3)由受力分析,结合牛顿第二定律分别求出物块相对于传送带向上运动和相对于传送带向下运动的加速度,结合由速度公式即可求出两段的时间,然后恰好即可.
【考点精析】掌握匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系是解答本题的根本,需要知道速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.
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【题目】如图所示,表示做直线运动的某一物体在0~5s内的运动图象,由于画图人粗心未标明v﹣t图还是x﹣t图,但已知第1s内的速度小于第3s内的速度,下列说法正确的是( )
A.该图一定是v﹣t图
B.该图一定是x﹣t图
C.物体的速度越来越大
D.物体的位移越来越大
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【题目】物体做曲线运动时,下列情况不可能的是( )
A.速度的大小不变而方向改变B.速度的大小改变而方向不变
C.加速度的大小和方向都不变D.加速度的大小不变而方向改变
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【题目】光电计时器是物理学中常用的一种研究物体运动情况的计时仪器,其结构如图甲所示.a、b分别为光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示出物体的挡光时间,这样就可以将物体通过光电门的平均速度视为其通过光电门的瞬时速度.如图乙所示,气垫导轨上安装有A、B两个光电门,导轨上放有一滑块,滑块上装有宽度d=3.0mm的遮光片.现使滑块从某一位置开始以恒定的加速度滑动,并依次通过光电门A、B,光电计时器记录的时间分别为t1=0.003s、t2=0.001s,并测得遮光片从光电门A运动到光电门B所用的时间△t=0.400s.
(1)在实验中,为了更准确的测得滑块通过光电门的速度,应选用较(填“宽”或“窄”)的遮光片;
(2)由题可知,遮光片通过光电门A时的速度大小,v1=m/s,通过光电门B时的速度大小v2=m/s.
(3)滑块在气垫上运动的加速度大小a=m/s2 .
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【题目】图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子
A. 带负电
B. 在c点受力最大
C. 在b点的电势能大于在c点的电势能
D. 由a点到b点的动能变化量大于由b点到c点的动能变化量
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【题目】如图所示的装置放置在真空中,炽热的金属丝可以发射电子,金属丝和竖直金属板之间加一电压U1=2500 V,发射出的电子被加速后,从金属板上的小孔S射出。装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置,板长l=6.0 cm,相距d=2 cm,两极板间加以电压U2=200 V的偏转电场。从小孔S射出的电子恰能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场。已知电子的电荷量e=1.6×10-19 C,电子的质量 m=0.9×10-30 kg,设电子刚离开金属丝时的速度为零,忽略金属极板边缘对电场的影响,不计电子受到的重力。求:
(1)电子射入偏转电场时的动能Ek;
(2)电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y;
(3)电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功
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【题目】某质点作直线运动,位移随时间变化的关系式为x=(4t+2t2)m,则对这个质点运动描述,正确的是( )
A.初速度为4m/s
B.加速度为2m/s2
C.加速度为1m/s2
D.10s时的速度为36m/s
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【题目】一探险队员在探险时遇到一山沟,山沟的一侧OA竖直,另一侧坡面的截面边界OB呈抛物线形状,与一水平平台BC相连 . 如图所示,以沟底的O点为原点建立坐标系Oxy . 已知山沟竖直一侧的高度为2h;抛物线OB的方程为 ,平台BC距离沟底高为h,C点离OA的水平距离为2h . 此队员从山沟的竖直一侧,以初速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面.探险队员质量为m. 人视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g.求:
(1)若探险队员以初速度v0水平跳出时,掉在坡面OB的某处,则他在空中运动的时间为多少?
(2)为了能跳在平台上,他的初速度应满足什么条件?请计算说明.
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【题目】某同学用如图甲所示电路,测绘标有“3.8V,0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R 随电压U变化的图象.
①除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:
电流表:A1(量程100mA,内阻约2Ω)、A2(量程0.6A,内阻0.3Ω);
电压表:V1(量程5V,内阻约5kΩ)、V2(量程15V,内阻约15kΩ);
滑动变阻器:R1(阻值范围0﹣100Ω)、R2(阻值范围0﹣2kΩ);
电源:E1(电动势为1.5V,内阻为0.2Ω)、E2(电动势为4V,内阻约为0.04Ω).
为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表_______,电压表_______,滑动变阻器_______,电源_______(填器材的符号).
②根据实验数据,计算并描绘出R﹣U的图象如图乙所示.由图象可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为_______;当所加电压为3.00V时,灯丝电阻为_______,灯泡实际消耗的电功率为_______W.
③根据R﹣U图象,可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的示意图是下列图中的_______.
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