(16分) 如图所示,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙,甲的速度为v0。小工件离开甲前与甲的速度相同,并平稳地传到乙上,工件与乙之间的动摩擦因数为μ,乙的宽度足够大,重力加速度为g。
(1)若乙的速度为v0,求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s;
(2)若乙的速度为2v0,求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v;
(3)保持乙的速度2v0不变,当工件在乙上刚停止滑动时,下一只工件恰好传到乙上,如此反复。若每个工件的质量均为m,除工件与传送带之间摩擦外,其他能量损耗均不计,求驱动乙的电动机的平均输出功率。
(1)s=;(2)v=2v0;(3)=
解析试题分析:(1)由于滑动摩擦力的方向与相等运动方向相反,因此首先应判断工件刚平稳地传到乙上瞬间,相对于传送带乙的运动方向,刚传到传送带乙上瞬间,工件有相对传送带乙侧向速度v0和与传送带乙运动方向相反的速度v0,其合速度方向与传送带运动方向显然成45°,如下图所示,并建立图示直角坐标系。
根据牛顿第二定律可知:ax=-,ay=
即物块相对传送带在沿传送带方向和垂直传送带方向分别做相同的匀减速直线运动,根据匀变速直线运动规律可知,当垂直传送带方向的速度减为零时,物块相对传送带在x方向上的位移即侧向滑过的距离为:s=
(2)同理作出工件相对传送带运动和所受滑动摩擦力的矢量图如下图所示。
设摩擦力与y轴方向间的夹角为θ,根据牛顿第二定律和加速度的定义式可知,始终存在:==tanθ=
因此工件相对传送带做匀减速直线运动,因此工件在乙上刚停止侧向滑动时应相对传送带乙静止,因此工件此时的速度大小为:v=2v0
(3)每个工件在传送带乙上相对传送带滑行距离为:Δs=
每个工件在传送带乙上相对传送带滑行的时间为:t=
每个工件在相对传送带滑动的t时间内,电动机对乙做的功为:W=-+μmgΔs
电动机的平均输出功率为:=
联立以上各式解得:=
考点:本题主要考查了牛顿运动定律、滑动摩擦力的方向、运动的合成与分解的应用问题,属于较难题。
科目:高中物理 来源: 题型:填空题
从地面竖直上抛一小球,设小球上升到最高点所用的时间为t1,从最高点下落到地面所用的时间为t2,若考虑到空气阻力的作用,则t1 t2 (填“>” “="”" “<”)
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
半径为R的光滑半圆环形轨道固定在竖直平面内,从与半圆环相吻合的光滑斜轨上高h=3R处,释放一个小球,小球的质量为m,当小球运动到圆环最低点A,又达到最高点B,如图所示。求:
(1)小球到A、B两点时的速度大小、;
(2)小球到A、B两点时,圆轨道对小球的弹力、大小;
(3)、大小之差△F
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(20分)如图所示,在坐标系xoy的第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E第三象限内存在匀强磁场I,y轴右侧区域内存在匀强磁场Ⅱ,I、Ⅱ磁场的方向均垂直于纸面向里。一质量为m、电荷量为+q的粒子自P()点由静止释放,沿垂直于x轴的方向进入磁场I,接着以垂直于y轴的方向进入磁场Ⅱ,不计粒子重力.
(l)求磁场I的磁感应强度B1;
(2)若磁场Ⅱ的磁感应强度B2=B1,粒子从磁场Ⅱ再次进入电场,求粒子第二次离开电场时的横坐标;
(3)若磁场Ⅱ的磁感应强度B2=3B1,求粒子在第一次经过y轴到第六次经过y轴的时间内,粒子的平均速度.
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(10分)如图所示,一个人用与水平方向成θ=30°角的斜向下的推力F推一个重G=200N的箱子匀速前进,箱子与地面间的动摩擦因数为μ=0.40(g=10m/s2).求
推力F的大小.
(2)若人不改变推力F的大小,只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子,推力作用时间t=3.0s后撤去,箱子最远运动多长距离?
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图所示,质量为m=1kg的小球用线长l=1m的细线拴住,细绳上端固定在O点,当小球从图示M点释放后摆到悬点O的正下方N点时,细线恰好被拉断,此后小球刚好能无碰撞地从置于地面上倾角为45º的斜面滑下,已知斜面高度 h=0.4m,斜面左端离O点正下方的P点水平距离S=0.4m,不计空气阻力,求:
(1)N点距离地面的高度H
(2)细绳能承受的最大拉力
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(I)如图甲所示,质量为m的物块在水平恒力F的作用下,经时间t从A点运动到B点,物块在A点的速度为v1,B点的速度为v2,物块与粗糙水平面之间动摩擦因数为µ,试用牛顿第二定律和运动学规律推导此过程中动量定理的表达式,并说明表达式的物理意义。
(II)物块质量m =1kg静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物块在受按如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动,第3s末物块运动到B点时速度刚好为零,第5s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数为µ=0.2,(g取10m/s2)求:
(1)AB间的距离;
(2)水平力F在5s时间内对物块的冲量。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(14分)一水平传送带以4m/s的速度逆时针传送,水平部分长L=6m,其左端与一倾角为θ=300的光滑斜面平滑相连,斜面足够长,一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最右端,已知物块与传送带间动摩擦因数μ=0.2,g=10m/s2。求物块从放到传送带上到第一次滑回传送带最远端所用的时间。
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