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圆弧轨道AB固定于地面上,半径R=2 m,所对圆心角为60°,其末端与逆时针转动的水平传送带相切于B点,如图所示,传送带长l=1.5 m,速度v=4 m/s.一质量为m=0.1 kg的滑块从最高点A由静止开始滑下并滑上水平传送带,运动到B点时速度vB=3 m/s.(g取10 m/s2),求:

(1)滑块在圆弧AB上克服摩擦力做的功;

(2)若滑块不从右端滑离传送带,滑块与传送带的动摩擦因数μ应满足什么条件?

(3)若传送带与滑块的动摩擦因数μ=0.6,求滑块从B点滑到离B点最远过程中产生的热量Q.

                                             

解析 (1)AB的过程,由动能定理得:mgR(1-cos 60°)-Wfmv

代入数据解得Wf=0.55 J②

(2)滑块在传送带上受到向左的摩擦力,当滑块恰好不从右端离开传送带时,

由动能定理得:-μmgl=0-mv

解得μ=0.3④

μ至少为0. 3时滑块不从右端滑离传送带⑤

(3)a=6 m/s2

滑块向右运动的最大距离:s1=0.75 m⑦

滑块运动时间:t=0.5 s⑧

传送带向左运动的距离:s2vt=2 m⑨

则摩擦生热:QFfl相对μmg(s1s2)=1.65 J⑩     

答案 (1)0.55 J (2)μ≥0.3 (3)1.65 J

练习册系列答案
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如图所示,可视为质点的物体质量为m=0.4kg、电量为q=+2.0×10-2C,与水平绝缘轨道间的动摩擦因数为?=0.2,水平轨道与半径为R=0.4m的竖直光滑半圆形绝缘轨道相切于B点,AB间距为L=1.0m,轨道整体固定在地面上,空间内存在竖直向下的匀强电场,场强为E=1.0×102N/C.重力加速度g取10m/s2.物体在半圆形轨道上的B点时对轨道的压力与物体在AB间时对轨道的压力之比,称为物体运动的压力比,则:
(1)若使物体运动的压力比为24,则物体在出发点A的速度应为多大?
(2)若物体在出发点A开始水平向右运动,并沿圆弧轨道由D点飞出,则物体运动的压力比及物体在出发点A的速度应满足什么条件?
(3)若使物体运动的压力比为1.5,则物体运动后停的位置距离出发点A的距离为多少?

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(1)若使物体运动的压力比为24,则物体在出发点A的速度应为多大?

(2)若物体在出发点A开始水平向右运动,并沿圆弧轨道由D点飞出,则物体运动的压力比及物体在出发点A的速度应满足什么条件?

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(1)若使物体运动的压力比为24,则物体在出发点A的速度应为多大?

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科目:高中物理 来源:2010年黑龙江省高三上学期10月月考物理试题 题型:综合题

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