如图所示,长L=9m的传送带与水平方向的傾角=37° ,在电动机的带动下以v=4m/s 的速率顺时针方向运行,在传送带的B端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A端无初速地放一质量m=1kg的物块,它与传送带间的动摩擦因数
=0.5 ,物块与挡板的碰撞能量损失及碰撞时间不计。( g=10m/s2,)求:
(1)物块从第一次静止释放到与挡板P第一次碰撞后,
物块再次上升到传送带的最高点的过程中,因摩擦生的热;
(2)物块最终的运动状态及达到该运动状态后电动机的 输出功率。
解:(1)物块从A点由静止释放,物块相对传送带向下滑,物块沿传送带向下加速运动的速度
……………………………………………………1分
与P碰前的速度
…………………………………………………1分
物块从A到B的时间
……………………………………………………1分
在此过程中物块相对传送带向下位移
………………………1分
物块与挡板碰撞后,以v1的速度反弹,因v1>v,物块相对传送带向上滑,物块向上做减速运动的加速度为
…………………………1分
物块速度减小到与传送带速度相等的时间
…………………1分
在t2时间内物块向上的位移
……………………………1分
物块相对传送带向上的位移
………………………………1分
物块速度与传送带速度相等后物块相对传送带向下滑,物块向上做减速运动的加速度
………………………………………………1分
物块速度减小到零的时间
………………………………………1分
物块向上的位移
……………………………………………1分
此过程中物块相对传送带向下的位移
………………1分
摩擦生热
……………………………2分
(2)(10分)物块上升到传送带的最高点后,物块沿传送带向下加速运动,与挡板P第二次碰掸前的速度
…………………………2分
碰后因v2>v,物块先向上做加速度为a2的减速运动,再做加速度为
的减速运动,物块向上的位移为
…………………………2分
物块与挡板第三次碰撞前的速度
…………………………2分
在此类推经过多次碰撞后物块以
的速度反弹,故最终物块在P与离P 4m的范围内不断做向上的加速度为2 m/s2的减速运动和向下做加速度为2 m/s2的加速运动,物块的运动达到这一稳定状态后,物块对传送带有一与传送带运动方向相反的阻力
故电动机的输出功率
…………………………………2分
选考部分
科目:高中物理 来源: 题型:
某同学让重锤做自由落体运动,利用打点计时器打出的纸带来测量当地的重力加速度.该同学在实验中得到6条纸带,如图所示为其中一条,在纸带上取6个计数点,两个相邻计数点间的时间间隔为T=0.02 s.其中1、2、3点相邻,4、5、6点相邻,在3点和4点之间还有若干个点.x1是1、3两点的距离,x3是4、6两点的距离,x2是2、5两点的距离。
(1)测x1、x2、x3后,点2速度的表达式v2=_____________。
(2)该同学测得的数据是x1=4.00 cm,x2=19.30 cm,x3=8.72 cm,根据数据求出重力加速度g=_______ m/s2 (保留三位有效数字)。
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科目:高中物理 来源: 题型:
2011年7月在土耳其伊斯坦布尔举行的第15届机器人世界杯赛上.中科大“蓝鹰”队获得仿真2D组冠军和服务机器人组亚军.改写了我国服务机器人从未进人世界前5的纪录.标志着我国在该领域的研究取得了重要进展。图中是科大著名服务机器人“可佳”.如图所示.现要执行一项任务.给它设定了如下动作程序:机器人在平面内.由点(0,0)出发.沿直线运动到点(3,1).然后又由点(3,1 )沿直线运动到点(1,4).然后又由点(1.4)沿直线运动到点(5,5).然后又由点(5.5)沿直线运动到点(2.2).该个过程中机器人所用时间是
s.则:
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A.机器人的运动轨迹是一条直线
B.机器人不会两次通过同一点
C.整个过程中机器人的位移大小为
m
D. 整个过程中机器人的平均速率为1m/s
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科目:高中物理 来源: 题型:
小轿车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶,司机突然发现正前方有个收费站,过一段时间后司机开始刹车使车匀减速停在缴费窗口,此时离司机发现收费站过去了20s,司机缴费后匀加速到20m/s继续匀速前行。已知小轿车刹车时的加速度大小为2m/s2,停车缴费所用时间为30s,启动时加速度为1m/s2。(13分)
(1)司机是在离收费窗口多远处发现收费站的?
(2)国庆放假期间,全国高速路免费通行,小轿车可以不停车通过收费站,但要求轿车通过收费窗口前9m区间速度不超过6m/s,则国庆期间该小轿车应离收费窗口至少多远处开始刹车?因不停车通过可以节约多少时间?
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科目:高中物理 来源: 题型:
足球运动员在距球门正前方x处的罚球点,准确地从球门正中央横梁下边缘踢进一球。横梁下边缘离地面的高度为h,足球质量为m,空气阻力忽略不计。运动员至少要对足球做的功为W。下面给出功W的四个表达式中只有一个是合理的,你可能不会求解W,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断,W的合理表达式应为( )
A.W=mgh B.W=
mg![]()
C.W=
mg(h+
) D. W=
mg(h2+
)
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图4所示,匀强磁场的磁感应强度B = 0.2 T,通电直导线与磁场方向垂直,导线长度L= 0.2 m,导线中电流I = 1 A. 该导线所受安培力F的大小为
A.0.01 N B.0.02 N C.0.03 N D.0.04 N
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科目:高中物理 来源: 题型:
汽车以20m/s的速度做匀速运动,某时刻关闭发动机而做匀减速运动,加速度大小为5m/s2,则它关闭发动机后通过x=37.5m所需的时间为 ( )
A.3s B.4s C.5s D.6s
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