练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    18．如图所示为仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平传送，A、B两端相距4m，另一台倾斜，传送带与地面的倾角θ=30°，C、D两端相距5.25m，B、C相距很近，水平部分AB以6m/s的速率顺时针转动，将一米袋无初速度的放在A端，米袋被传送带AB运送到达B端后，传到倾斜的CD部分（米袋从AB进入CD无能量损失），米袋与传送带AB间的动摩擦因数为0.5，与传送带CD间的动摩擦因数为$\frac{{\sqrt{3}}}{5}$．（g取10m/s2）试求：
    （1）若CD部分传送带不运转，求米袋沿传送带所能上升的最大距离；
    （2）若要米袋能被送到D端，求CD部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C端到D端所用时间的取值范围．

    分析 （1）由牛顿第二定律可求得米的加速度，因米袋的最大速度只能为6m/s，则应判断米袋到达B点时是否已达最大速度，若没达到，则由位移与速度的关系可求得B点速度，若达到，则以6m/s的速度冲上CD；在CD面上由牛顿第二定律可求得米袋的加速度，则由位移和速度的关系可求得上升的最大距离；
    （2）米袋在CD上应做减速运动，若CD的速度较小，则米袋的先减速到速度等于CD的速度，然后可能减小到零，此为最长时间；而若传送带的速度较大，则米袋应一直减速，则可求得最短时间；

    解答 解：（1）米袋在AB上加速时的加速度a0=$\frac{μmg}{m}=μg$=0.5×10=5m/s2
    米袋的速度达到v0=6m/s时，
    滑行的距离s0=$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2{a}_{0}}=\frac{36}{10}=3.6m$＜AB=4m，
    因此米袋在到达B点之前就有了与传送带相同的速度
    设米袋在CD上运动的加速度大小为a，
    由牛顿第二定律得：mgsinθ+μmgcosθ=ma
    代入数据得 a=8m/s2
    所以能滑上的最大距离 s=$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2a}=\frac{36}{16}$=2.25m
    （2）设CD部分运转速度为v1时米袋恰能到达D点（即米袋到达D点时速度恰好为零），
    则米袋速度减为v1之前的加速度为a1=-g（sinθ+μcosθ）=-8 m/s2
    米袋速度小于v1至减为零前的加速度为a2=-g（sinθ-μcosθ）=-2 m/s2
    由$\frac{{{v}_{1}}^{2}-{{v}_{0}}^{2}}{2{a}_{1}}+\frac{0-{{v}_{1}}^{2}}{2{a}_{2}}$=5.25m
    解得：v1=4m/s，即要把米袋送到D点，CD部分的速度vCD≥v1=4m/s
    米袋恰能运到D点所用时间最长为tmax=$\frac{{v}_{1}-{v}_{0}}{{a}_{1}}+\frac{0-{v}_{1}}{{a}_{2}}$
    代入数据得：tmax=2.25s
    若CD部分传送带的速度较大，使米袋沿CD上滑时所受摩擦力一直沿皮带向上，
    则所用时间最短，此种情况米袋加速度一直为a2．
    由SCD=v0tmin+$\frac{1}{2}$a2t2min，
    代入数据得：tmin=1.06s
    所以，所求的时间t的范围为 1.06 s≤t≤2.25 s；
    答：（1）若CD 部分传送带不运转，米袋沿传送带所能上升的最大距离为2.25m．
    （2）若要米袋能被送到D 端，CD 部分顺时针运转的速度应满足大于等于4m/s，米袋从C 端到D 端所用时间的取值范围为 1.06 s≤t≤2.25 s．

    点评 本题难点在于通过分析题意找出临条界件，注意米袋在CD段所可能做的运动情况，从而分析得出题目中的临界值为到达D点时速度恰好为零；本题的难度较大．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    8．某学生在体育场上抛出铅球，其运动轨迹如图所示．已知在B点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中不正确的是（　　）
    A．D点的速率比C点的速率大
    B．D点的加速度比C点加速度大
    C．从B到D加速度与速度始终垂直
    D．从B到D加速度与速度的夹角先增大后减小

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    9．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．以下关于几位物理学家所作出的科学贡献的叙述中，正确的是（　　）
    A．伽利略最早发现了行星的运动规律
    B．牛顿发现了海王星
    C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
    D．开普勒发现了万有引力定律

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    6．升降机由静止开始以加速度a1匀加速上升3s，速度达到3m/s，接着匀速上升15s，最后再以加速度a2匀减速上升3s才停下来．求：
    （1）匀加速上升的加速度a1； 
    （2）匀减速上升的加速度a2；
    （3）上升的总高度 H； 
    （4）试画出升降机全程运动的v--t图象．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    13．质量为m的汽车在平直公路上行驶，阻力大小为F保持不变，当它以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从此开始，发动机始终在额定功率状态下工作，则汽车在额定功率状态下开始工作后，（如果公路足够长），下列说法正确的（　　）
    A．汽车开始将做加速度减小的减速直线运动，最后做匀速运动
    B．汽车的牵引力将越来越小，最后不变，大小为F，汽车的额定功率为Fv
    C．汽车最后的速度是$\frac{mav}{F}$
    D．汽车最后的速度是$\frac{mav+Fv}{F}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    3．如图所示，一轻弹簧左端固定在长木块M的左端，右端与小物块m连接，且m、M及M与地面间接触均光滑，开始m、M均静止．现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2，从两物体开始运动以后的整个过程中，弹簧形变不超过其弹性限度，且M足够长．那么，对m、M和弹簧组成的系统，下列说法正确的是（　　）
    A．由于F1和F2等大反向，故系统机械能守恒
    B．由于F1和F2分别对m、M做正功，故m、M的动能不断增大
    C．由于F1和F2分别对m、M做正功，故系统机械能不断增大
    D．当弹簧弹力大小与F1和F2大小相等时，m、M动能最大

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．在“探究力的合成的平行四边形定则”实验中，下列不正确的实验要求是（　　）
    A．两弹簧测力计的拉力方向必须相互垂直
    B．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O
    C．使用弹簧测力计之前应进行调零
    D．弹簧测力计的拉伸方向应与木板平行

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    7．氘核、中子、氚核的质量分别为m1、m2、m3，那么氘核和中子结合成氚核时释放的能量是（　　）
    A．m3c2B．（m1+m2）c2C．（m3-m1+m2）c2D．（m1+m2-m3）c2

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    8．如图所示，一物体通过轻质细绳悬挂于O点，用作用于A点的水平外力F1缓慢拉动轻质细绳，在θ角逐渐增大的过程中，外力F1变大，细绳OA的拉力F2变大（填变大、变小、不变）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案