【題目】如圖所示,可視為質(zhì)點(diǎn)兩物體A、B質(zhì)量均為m=10kg,它們之間用可遙控引爆的粘性炸藥粘連在一起,現(xiàn)使兩物體從光滑曲面(末端切線水平)上高度H=0.8m處由靜止釋放,到達(dá)底端時(shí)進(jìn)入水平傳送帶,隨即撤掉光滑曲面,傳送帶勻速向左傳動(dòng),速率為。已知兩物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.1,,按要求回到下列問(wèn)題:

(1)若兩物體從傳送帶右端滑出,求皮帶輪間的距離s需滿足的條件;

(2)若皮帶輪間的距離足夠大,求從兩物體滑上離開(kāi)傳送帶的整個(gè)過(guò)程中,由于兩物體和傳送帶間的摩擦產(chǎn)生的熱量Q;

(3)若兩皮帶輪半徑r=10cm,間距為13.5m。當(dāng)兩物體滑上皮帶后經(jīng)過(guò)2s的那一時(shí)刻,用遙控器引爆粘性炸藥,此后兩物體分離,物體B恰好從傳送帶右端平拋飛出。若爆炸所用時(shí)間極短,可忽略不計(jì),爆炸所釋放的化學(xué)能80%轉(zhuǎn)化為兩物體的機(jī)械能,求爆炸所釋放的化學(xué)能E。

【答案】(1)小于8m(2)490J(3)50J

【解析】試題分析:若不啟動(dòng)引爆裝置,AB整體在光滑曲面上下滑時(shí),只有重力做功,機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律求出AB剛滑到曲面底端時(shí)的速度.研究AB在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,由動(dòng)量定理求得滑行時(shí)間,再結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解AB在水平傳送帶上運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離s.根據(jù)相對(duì)位移求由于摩擦而增加的內(nèi)能Q,研究AB從開(kāi)始到爆炸位置的過(guò)程,由動(dòng)能定理求出AB的速度.對(duì)于爆炸過(guò)程,由于內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,所以系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律列式.根據(jù)B到傳送帶右端時(shí)對(duì)傳送帶無(wú)壓力,分析物體B的受力情況,知道重力提供向心力,由此求出B的速度.聯(lián)立可求得d。

(1) AB下滑到皮帶上的速度為v,由機(jī)械能守恒定律

解得

設(shè)皮帶輪間的距離最小值為

即皮帶輪間的距離需滿足的條件:

(2) 物體向右減速到零的時(shí)間為t1,物體向左加速到與皮帶達(dá)到共速的時(shí)間為,則

物體向右減速到零的時(shí)間內(nèi)相對(duì)皮帶滑行的距離為,物體向左加速到與皮帶達(dá)到同速的時(shí)間內(nèi)相對(duì)皮帶滑行的距離為 ,則

,

則從兩物體滑上到離開(kāi)傳送帶的整個(gè)過(guò)程中,由于兩物體和傳送帶間的摩擦產(chǎn)生了熱量

(3)兩物體滑上皮帶后經(jīng)過(guò)2s的那一時(shí)刻的速度為,滑行的距離為x,

物體B恰好從傳送帶右端平拋飛出,則物體B對(duì)應(yīng)的速度 ,解得

炸藥爆炸后瞬間物體AB對(duì)應(yīng)的速度分別為 、,則

,解得

根據(jù)動(dòng)量守恒定律 解得

爆炸后物體AB所獲得的機(jī)械能為E

解得

爆炸所釋放的化學(xué)能

點(diǎn)晴:對(duì)于傳送帶類題目要注意因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能等于摩擦力與相對(duì)位移間的乘積,要準(zhǔn)確分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,抓住爆炸的基本規(guī)律:動(dòng)量守恒定律。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)要測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻.

實(shí)驗(yàn)室除提供開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線外,有以下器材可供選擇:

電壓表:V(量程3V,內(nèi)阻Rv約為10kΩ

電流表:G(量程3mA,內(nèi)阻Rg=100Ω

滑動(dòng)變阻器:R(阻值范圍010Ω,額定電流2A

定值電阻:R0=0.5Ω

1)該同學(xué)將電流表G與定值電阻R0并聯(lián),實(shí)際上是進(jìn)行了電表的改裝,則他改裝后的電流表對(duì)應(yīng)的量程是 ____________ A。

2)該同學(xué)利用上述實(shí)驗(yàn)原理圖測(cè)得數(shù)據(jù),以電流表G讀數(shù)為橫坐標(biāo),以電壓表V讀數(shù)為縱坐標(biāo)繪出了如圖乙所示的圖線,根據(jù)圖線可求出電源的電動(dòng)勢(shì)E= _______ V(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),電源的內(nèi)阻r= ______ Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

4)由于電壓表內(nèi)阻電阻對(duì)電路造成影響,本實(shí)驗(yàn)電路測(cè)量結(jié)果電動(dòng)勢(shì)E ____________ ,內(nèi)阻r ______ (選填偏大、不變偏小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】我國(guó)自行研制的北斗導(dǎo)航系統(tǒng),現(xiàn)已成功發(fā)射16顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)總體規(guī)劃,將在2020年左右,建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),F(xiàn)已知某導(dǎo)航衛(wèi)星軌道高度約為21500km。同步軌道衛(wèi)星的高度約為36000km,已知地球半徑為6400km。下列說(shuō)法中正確的是()

A. 該導(dǎo)航衛(wèi)星的向心加速度大于地球同步軌道衛(wèi)星

B. 地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的周期小于該導(dǎo)航衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)周期

C. 地球同步軌道衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)角速度小于導(dǎo)航衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)角速度

D. 該導(dǎo)航衛(wèi)星的線速度大于

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是(

A. 萬(wàn)有引力定律僅對(duì)質(zhì)量較大的天體適用,對(duì)質(zhì)量較小的物體不適用

B. 根據(jù)公式可知,當(dāng)r趨近于零時(shí),萬(wàn)有引力將趨于無(wú)窮大

C. 兩物體間相互吸引的一對(duì)萬(wàn)有引力是一對(duì)平衡力

D. 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律,卡文迪許測(cè)出了萬(wàn)有引力常量G

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為0.5 kg的小球在距離車(chē)底面高20 m處以一定的初速度向左平拋,落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右勻速行駛的敞篷小車(chē)中,車(chē)底涂有一層油泥,車(chē)與油泥的總質(zhì)量為4 kg,設(shè)小球在落到車(chē)底前瞬時(shí)速度是25 m/sg10 m/s2,則當(dāng)小球與小車(chē)相對(duì)靜止時(shí),小車(chē)的速度是(   )

A. 5 m/s B. 4 m/s C. 8.5 m/s D. 9.5 m/s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在空間某區(qū)域存在一電場(chǎng),x軸上各點(diǎn)電勢(shì)隨位置變化情況如圖所示. -x1x1 之間為曲線,且關(guān)于縱軸對(duì)稱,其余均為直線,也關(guān)于縱軸對(duì)稱. 下列關(guān)于該電場(chǎng)的論述正確的是

A. 圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)對(duì)應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)

B. 圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)大于B點(diǎn)對(duì)應(yīng)電勢(shì)

C. 一個(gè)帶正電的粒子在x1點(diǎn)的電勢(shì)能等于在-x1點(diǎn)的電勢(shì)能

D. 一個(gè)帶正電的粒子在-x1點(diǎn)的電勢(shì)能大于在-x2點(diǎn)的電勢(shì)能

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,內(nèi)壁粗糙、半徑R=0.4 m的四分之一圓弧軌道AB在最低點(diǎn)B與光滑水平軌道BC相切.質(zhì)量m=0.2 kg的小球b左端連接一輕質(zhì)彈簧,靜止在光滑水平軌道上,另一質(zhì)量m1=0.2 kg的小球a自圓弧軌道頂端由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力為小球a重力的2倍,忽略空氣阻力,重力加速度g=10 m/s2.求:

(1)小球a由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,摩擦力做功Wf

(2)小球a通過(guò)彈簧與小球b相互作用的過(guò)程中,彈簧的最大彈性勢(shì)能Ep;

(3)小球a通過(guò)彈簧與小球b相互作用的整個(gè)過(guò)程中,彈簧對(duì)小球b的沖量I的大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】小明同學(xué)用下列器材描繪額定電壓為3.0V的小燈泡伏安特性曲線(電壓變化要求從零開(kāi)始),研究小燈泡實(shí)際電阻值等問(wèn)題。

A.電流表(0.6 A,內(nèi)阻約lΩ)

B.電壓表(3V,內(nèi)阻約1 kΩ)

C.滑動(dòng)變阻器(10Ω,l A)

D.滑動(dòng)變阻器(100Ω,3 A)

E.電源(4 V,內(nèi)阻不計(jì))

(1)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖中的實(shí)驗(yàn)儀器連成完整的實(shí)驗(yàn)電路。

(2)在實(shí)驗(yàn)中,為了操作方便且能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 。(填寫(xiě)器材序號(hào))

(3)開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于 “a”“b”)。

(4)閉合開(kāi)關(guān),變阻器的滑片向b端移動(dòng),電壓表的示數(shù)逐漸增大,電流表指針卻幾乎不動(dòng),則電路的故障為_(kāi)___,(填選項(xiàng)前的字母)

A.小燈泡燈絲斷了

B.小燈泡被短接

C.滑動(dòng)片接觸不好(斷路)

(5)排除故障后,小明完成了實(shí)驗(yàn),并由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出小燈泡I-U圖象如圖中實(shí)線所示。由圖可確定小燈泡在電壓為2.0 V時(shí),小燈泡的電阻值為_(kāi)___Ω(保留兩位有效數(shù)字)。

(6)若I—U圖中的虛線I或Ⅱ表示小燈泡真實(shí)的伏安特性曲線,與實(shí)線相比,虛線____(填“I”或“Ⅱ”)才是真實(shí)的伏安特性曲線。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MM,PQ傾斜放置,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角,兩導(dǎo)軌間距底端NQ兩點(diǎn)連接的電阻,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面斜向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。質(zhì)量,阻值的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置,在平行于導(dǎo)軌平面向上的拉力F作用下沿導(dǎo)軌向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度。撤去拉力F,導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌繼續(xù)運(yùn)動(dòng)后速度減為零。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終垂直并接觸良好, ,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求

(1)拉力F的大小;

(2)撤去拉力F后導(dǎo)體棒上升的過(guò)程中電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱Q和通過(guò)的電量

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案