【題目】如圖所示,足夠長的水平傳送帶以速度v勻速運動。質(zhì)量分別為2m、m的小物塊P、Q,用不可伸長的輕軟細(xì)繩,通過固定光滑小環(huán)C相連。小木塊P放在傳送帶的最右端,恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),C、P間的細(xì)繩水平,F(xiàn)有一質(zhì)量為m的子彈以v0=9 m/s的速度射入小物塊P并留在其中。重力加速度g10 m/s2,子彈射入物塊P的時間可以忽略不計。求:

(1)小物塊P與傳送帶間的滑動摩擦因數(shù);

(2)從子彈射入小物塊P至細(xì)繩再次拉直的時間;

(3)要使小物塊P不從傳送帶的左端離開傳送帶,傳送帶至少多長?

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

靜止時分別對P、Q受力分析,由平衡條件求出小物塊P與傳送帶間的滑動摩擦因數(shù);子彈射入小物塊P過程,對子彈和小物塊P系統(tǒng),由動量守恒求得速度,子彈射入P至細(xì)繩再次拉直,P做減速運動,Q做自由落體運動,由牛頓第二定律和運動學(xué)規(guī)律求出從子彈射入小物塊P至細(xì)繩再次拉直的時間;細(xì)繩再次拉直至P、Q剛共速過程,分別對P、Q由動量定理得剛共速的速度大小,P、Q剛共速一起做勻減速運動,由牛頓第二定律和運動學(xué)規(guī)律求出滑行的距離,再求出要使小物塊P不從傳送帶的左端離開傳送帶,傳送帶的長度;

解:(1)設(shè)靜止時小物塊P與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,細(xì)繩拉力大小為T1 ,分別對P、Q由平衡條件得:

聯(lián)立以上兩式得:

(2)設(shè)子彈射入P后與P剛共速的速度大小為v1。子彈射入小物塊P過程,對子彈和小物塊P系統(tǒng),由動量守恒得:

設(shè)子彈射入P至細(xì)繩再次拉直的時間為t該過程P在傳送帶上運動的加速度大小為a1,P的位移大小為x1,該過程中,P做減速運動,Q做自由落體運動,對子彈和P整體由牛頓第二定律得:

由運動學(xué)規(guī)律得:

且滿足:

聯(lián)立以上各式得:

(3)設(shè)細(xì)繩再次拉直時P、Q的速度大小分別為v2、v3,剛共速的速度大小為v4;從細(xì)繩再次拉直至P、Q剛共速過程細(xì)繩拉力對P、Q的沖量大小均為I;從P、Q剛共速時至P減速為0的過程P的位移大小為x2,細(xì)繩的拉力大小為T2,傳送帶的最小長度為L

從子彈射入P至細(xì)繩再次拉直過程,分別對P、Q由運動學(xué)規(guī)律得:

細(xì)繩再次拉直至P、Q剛共速過程,分別對P、Q由動量定理得:

P、Q剛共速時至P減速為0的過程,分別對P、Q由牛頓第二定律得:

P由運動學(xué)規(guī)律得:

滿足:

聯(lián)立以上各式得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定在水平面上O點的轉(zhuǎn)軸上,另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙固定直桿A處的小球(可視為質(zhì)點)相連,直桿的傾角為30°,OA=OCBAC的中點,OB等于彈簧原長。小球從A處由靜止開始下滑,初始加速度大小為aA,第一次經(jīng)過B處的速度大小為v,運動到C處速度為0,后又以大小為aC的初始加速度由靜止開始向上滑行。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g。下列說法正確的是( )

A. 小球可以返回到出發(fā)點A

B. 撤去彈簧,小球可以在直桿上處于靜止

C. 彈簧具有的最大彈性勢能為

D. aA-aC=g

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)子和中于是由更基本的粒子即所謂夸克組成的.兩個強(qiáng)作用荷相反類似于正負(fù)電荷的夸克在距離很近時幾乎沒有相互作用稱為漸近自由;在距離較遠(yuǎn)時,它們之間就會出現(xiàn)很強(qiáng)的引力導(dǎo)致所謂夸克禁閉.作為一個簡單的模型,設(shè)這樣的兩夸克之間的相互作用力F與它們之間的距離r的關(guān)系為

式中F0為大于零的常量,負(fù)號表示引力.用U表示夸克間的勢能,令U0F0(r2r1),取無窮遠(yuǎn)為勢能零點.下列Ur圖示中正確的是

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,在真空中有兩個等量的正電荷q1q2,分別固定于A、B兩點,DCAB連線的中垂直線,C點在AB上,將一正電荷q3由無窮遠(yuǎn)處沿中垂直線移到C點的過程中,q3的電勢能將________,q3所受的電場力大小的變化是________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】由于空間站處于完全失重狀態(tài),不能利用天平等儀器測量質(zhì)量,為此某同學(xué)為空間站設(shè)計了如圖所示(a)的實驗裝置,用來測量小球質(zhì)量。圖中彈簧固定在擋板上,軌道B處裝有光電門,可以測量出小球經(jīng)過光電門的時間。該同學(xué)設(shè)計的主要實驗步驟如下:

(ⅰ)用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑d

(ⅱ)將彈簧固定在檔板上

(ⅲ)小球與彈簧接觸并壓縮彈簧,記錄彈簧的壓縮量x

(ⅳ)由靜止釋放小球,測量小球離開彈簧后經(jīng)過光電門的時間t,計算出小球離開彈簧的速度v

(ⅴ) 改變彈簧的壓縮量,重復(fù)步驟(ⅲ)、(ⅳ)多次

(ⅵ) 分析數(shù)據(jù),得出小球的質(zhì)量

該同學(xué)在地面上進(jìn)行了上述實驗,請回答下列問題

(1)步驟(ⅰ)中游標(biāo)卡尺示數(shù)情況如圖(b)所示,小球的直徑d___cm;

(2)某一次步驟(ⅲ) 中測得彈簧的壓縮量為1 cm,對應(yīng)步驟(ⅳ)中測得小球通過光電門的時間為7.50 ms,則此次小球離開彈簧的速度v______m/s;

(3)根據(jù)實驗得到的彈簧的形變x與對應(yīng)的小球速度v在圖(c)中描出了對應(yīng)的點,請將(2)問中對應(yīng)的點描出,并畫出v-x圖像。

(4)已知實驗所用彈簧的彈性勢能EP與彈簧形變量x2之間的關(guān)系如圖(d)所示,實驗測得小球的質(zhì)量為_____kg。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,用一塊長L=1.0m的木板在墻和水平地面間架設(shè)斜面,斜面與水平地面的傾角θ可在0~60°間調(diào)節(jié)后固定.將質(zhì)量m=0.2kg的小物塊從斜面頂端靜止釋放,物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.05,物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.8,忽略物塊在斜面與水平地面交接處的能量損失.(已知重力加速度取g=10m/s2;sin37°=0.6,cos37°=0.8最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)

(1)當(dāng)θ角增大到多少時,物塊恰能從斜面開始下滑;(用正切值表示)

(2) θ角增大到37°時,物塊沿斜面下滑時的加速度為多大?

(3) θ角增大到多大時,物塊停止時與墻面的距離最大,求此最大距離xm.

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【題目】如圖所示,兩條平行的金屬導(dǎo)軌MP、NQ間距L=0.5m,導(dǎo)軌平面與水平面夾角為 ,設(shè)導(dǎo)軌足夠長.導(dǎo)軌處在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2. 0T,與導(dǎo)軌上端相連的電池的電動勢E=4.5V,內(nèi)阻r=0.4Ω,水平放置的導(dǎo)體棒ab的電阻R0=1.5Ω,兩端始終與導(dǎo)軌接觸良好,且能沿導(dǎo)軌無摩擦滑動,與導(dǎo)軌下端相連的電阻R1=1.0Ω,與單刀雙擲開關(guān)觸點“2”相連的電阻R2=1.0Ω,電路中其它電阻不計.當(dāng)S與觸點“1”接通時,導(dǎo)體棒剛好保持靜止?fàn)顟B(tài).求:

1)勻強(qiáng)磁場的方向;

2S與觸點“1”接通時,導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率;

3)當(dāng)開關(guān)S與觸點“2”接通后,導(dǎo)體棒的最大速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,真空中有一個邊長為L的正方體,正方體的兩個頂點M、N處分別放置電荷量都為q的正、負(fù)點電荷。圖中的a、bc、d是其他的四個頂點,k為靜電力常量。下列表述正確是:( )

A. a、b兩點電場強(qiáng)度大小相等,方向不同

B. a點電勢高于b點電勢

C. 把點電荷+Qc移到d,電勢能增加

D. 同一個試探電荷從c移到b和從b移到d,電場力做功相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】運動學(xué)中有人認(rèn)為引入加速度變化率Δa/Δt”很有必要,它能引起人的心理效應(yīng),車輛的平穩(wěn)加速(即加速度基本不變)使人感到很舒服,否則人感到極不舒服。一輛汽車在水平公路上行駛,取t=0時速度方向為正方向,加速度隨時間的變化如圖所示。關(guān)于加速度變化率以及汽車的運動,下列說法正確的是(   )

A. 2s內(nèi)汽車的速度可能一直在減小

B. 加速度變化率為0的運動是勻速直線運動

C. 加速度變化率的單位是m/s2

D. 若汽車在t=0時刻的速度為3m/s,則2s末汽車的速度大小為6m/s

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