【題目】如圖所示,一塊長為L、質(zhì)量m的扁平均勻規(guī)則木板通過裝有傳送帶的光滑斜面輸送。斜面與傳送帶靠在一起連成一直線,與水平方向夾角θ,傳送帶以較大的恒定速率轉(zhuǎn)動,傳送方向向上,木板與傳送帶之間動摩擦因數(shù)為常數(shù)。已知木板放在斜面或者傳送帶上任意位置時,支持力均勻作用在木板底部。將木板靜止放在傳送帶和光滑斜面之間某一位置,位于傳送帶部位的長度設(shè)為x,當(dāng)x=L/4時,木板能保持靜止。

1)將木板靜止放在x=L/2的位置,則木板釋放瞬間加速度多大?

2)設(shè)傳送帶與木板間產(chǎn)生的滑動摩擦力為f,試在0≤xL范圍內(nèi),畫出f-x圖象。(本小題僅根據(jù)圖象給分)

3)木板從x=L/2的位置靜止釋放,始終在滑動摩擦力的作用下,移動到x=L的位置時,木板的速度多大?

4)在(3)的過程中,木塊的機械能增加量設(shè)為ΔE,傳送帶消耗的電能設(shè)為W,不計電路中產(chǎn)生的電熱,比較ΔEW的大小關(guān)系,用文字說明理由。

【答案】1 2)如圖;34E小于W;

【解析】

1)當(dāng)x=時,木板能保持靜止.木塊受靜摩擦力與重力沿斜面方向的分力平衡,木板靜止放在x=的位置,靜摩擦力大小與放在傳送帶上的長度成正比,則摩擦力加倍,根據(jù)牛頓第二定律求出木板釋放瞬間的加速度.
2)在0≤x≤L范圍內(nèi),摩擦力與放在傳送帶上的長度成正比,當(dāng)x=時,f=mgsinθ,當(dāng)x=L時,則摩擦力為f=4mgsinθ
3)摩擦力f與位移x圖線與x軸所圍成的面積表示摩擦力所做的功,求出木板從x=L/2的位置靜止釋放,移動到x=L的位置過程中摩擦力所做的功,根據(jù)動能定理求出木板的速度.
4)在(3)的過程中,傳送帶消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為木塊的機械能,還有一部分轉(zhuǎn)化為相對滑動產(chǎn)生的內(nèi)能.

1)當(dāng)x=時,木板能保持靜止,由平衡條件有:f1=mgsinθ
當(dāng)x=時,摩擦力加倍,有:f2=2mgsinθ
由牛頓第二定律得:a==gsinθ

2)在0≤x≤L范圍內(nèi),摩擦力與放在傳送帶上的長度成正比,當(dāng)x=時,f=mgsinθ,當(dāng)x=L時,則摩擦力為f=4mgsinθ 畫出f-x圖象如圖.


3)利用(2)中圖象,可知摩擦力做功:W=mgLsinθ
由動能定理得:W-mgLsinθ=mv2
得:
4E小于W;因為傳送帶與木板之間有滑動摩擦,電能有一部分轉(zhuǎn)為了內(nèi)能.

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】6分)物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)。實驗裝置如圖,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端裝有定滑輪;木板上有一滑塊,其一端與電磁打點計時器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接。打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz。開始實驗時,在托盤中放入適量砝碼,滑塊開始做勻加速運動,在紙帶上打出一系列小點。

1)上圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分:01、23、4、5、6、7是計數(shù)點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點(圖中未標(biāo)出),計數(shù)點間的距離如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a= (保留三位有效數(shù)字)

(2)回答下列兩個問題:

為測量動摩擦因數(shù),下列物理量中還應(yīng)測量的有 。(填入所選物理量前的字母)

A.木板的長度l

B.木板的質(zhì)量m1

C.滑塊的質(zhì)量m2

D.托盤和砝碼的總質(zhì)量m3

E.滑塊運動的時間t

滑塊與木板間的動摩擦因數(shù) (用被測物理量的字母表示,重力加速度為g.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】地面附近空間中存在著水平方向的勻強電場和勻強磁場,已知磁場方向垂直于紙面向里.一個帶電油滴沿著一條與豎直方向成α角的直線MN運動.由此可以判斷

A. 如果油滴帶正電,它是從M點運動到N

B. 如果油滴帶正電,它是從N點運動到M

C. 如果水平電場方向向右,油滴是從M點運動到N

D. 如果水平電場方向向右,油滴是從N點運動到M

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組用如圖所示的器材驗證力的平行四邊形定則”.在水平的圓形桌面上平鋪一張白紙,在桌子邊緣安裝三個光滑的滑輪,其中,滑輪P1固定在桌子邊,滑輪P2、P3可沿桌邊移動.

步驟如下:

A.在三根輕繩下掛上一定數(shù)量的鉤碼,調(diào)整滑輪P2、P3,位置并使結(jié)點O靜止;

B.在白紙上描下O點的位置和三根繩子的方向,以O點為起點,用同一標(biāo)度作出三個拉力的圖示;

C.以繞過滑輪P2、P3繩的兩個力為鄰邊作平行四邊形,作出以O點為起點的平行四邊形的對角線,量出對角線的長度;

D.檢驗對角線的長度和繞過滑輪P繩拉力的圖示的長度是否一樣,方向是否在一條直線上.

(1)第一次實驗中,若一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為m,另一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為2m,則第三根繩所掛的鉤碼質(zhì)量M應(yīng)滿足關(guān)系___________________.

(2)第二次實驗時,改變滑輪P2、P3的位置和相應(yīng)繩上鉤碼的數(shù)量,使結(jié)點平衡,繩的結(jié)點__________(選填必須不必”)與第一次實驗中白紙上描下的O點重合.實驗中,若桌面傾斜,____________(選填不會”)影響實驗的結(jié)論.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為某發(fā)電站電能輸送電路示意圖,已知發(fā)電機的輸出電壓、輸電線的電阻及理想升壓、降壓變壓器匝數(shù)均不變,若用戶電阻R0減小,下列說法正確的是( 。

A. 發(fā)電機的輸出功率減小

B. 輸電線上的功率損失減小

C. 用戶得到的電壓減小

D. 輸電線輸送電壓減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長為的輕桿,一端固定一個質(zhì)量為的小球,另一端有固定轉(zhuǎn)動軸,桿可在豎直面內(nèi)繞轉(zhuǎn)動軸無摩擦轉(zhuǎn)動。質(zhì)量為的物塊放置在光滑水平面上。開始時,使小球靠在物塊的光滑側(cè)面上,輕桿與水平面夾角45°,用手控制物塊靜止。然后,釋放物塊,在之后球與物塊運動的過程中,下列說法正確的是

A. 球與物塊分離前,球與物塊速度相等

B. 球與物塊分離前,物塊速度逐漸增大

C. 球與物塊分離前,桿上彈力逐漸增大;

D. 球與物塊分離時,球加速度等于重力加速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2017 812日,墨子號取得最新成果——國際上首次成功實現(xiàn)千公里級的星地雙向量子通信,為構(gòu)建覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了堅實的科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ),至此,墨子號量子衛(wèi)星提前、圓滿地完成了預(yù)先設(shè)定的全部三大科學(xué)目標(biāo).假設(shè)墨子號繞地球做勻速圓周運動,監(jiān)測系統(tǒng)測得墨子號在經(jīng)過小于運行周期的時間t內(nèi)運行的弧長為s,其與地心連線掃過的角度為θ(弧度),引力常量為G,則

A. 墨子號運行的角速度為

B. 墨子號的軌道半徑為

C. 地球的質(zhì)量為M=

D. 墨子號繞地球運行的向心加速度為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一底角為60°的等腰梯形ABCD內(nèi)部(包括邊界)有垂直于紙面向內(nèi)、磁感應(yīng)強度為B0的勻強磁場,一質(zhì)量為m,電量為q且?guī)ж撾姷牧W右源笮?/span>v的速率從A處垂直于磁場向各個方向入射,已知等腰梯形的上底長為d,下底長為3d,忽略帶電粒子的重力.以下說法正確的是

A. 粒子在磁場中做圓周運動的半徑為d

B. 粒子能從C點離開磁場

C. 粒子不能從BC邊上距離C點d處離開磁場

D. 粒子能夠垂直于AB邊從AB邊離開磁場

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在研究性課題的研究中,某課題小組收集了手機的電池以及從廢舊收音機上拆下的電阻、電容、電感線圈等電子器件,F(xiàn)從這些材料中選取兩個待測元件來進行研究,一是電阻Rx(約為2k ),二是手機中常用的鋰電池(電動勢E標(biāo)稱值為3.4V,允許最大放電電流為100mA)。在操作臺上還準備了如下實驗器材:

A.電壓表V(量程4V,內(nèi)阻RV約為10k )

B.電流表A1(量程100mA,內(nèi)阻RA1約為5 )

C.電流表A2(量程2mA,內(nèi)阻RA2約為50 )

D.滑動變阻器R(0~40 ,額定電流1A)

E.電阻箱R0(0~999 9 )

F.開關(guān)S一只、導(dǎo)線若干

(1)為了測定電阻Rx的阻值,小組的一位成員,設(shè)計了如圖甲所示的電路原理圖,電源用待測的鋰電池,則電流表應(yīng)該選用_______(選填“A1”或“A2”);他用電壓表的讀數(shù)除以電流表的讀數(shù)作為Rx的測量值,則測量值______真實值(填“大于”或“小于”)。

(2)小組的另一位成員,設(shè)計了如圖乙的電路原理圖來測量鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻r。在實驗中,他多次改變電阻箱阻值,取得多組數(shù)據(jù),畫出圖象為一條直線,則該圖像的函數(shù)表達式為:__________,由圖可知該電池的電動勢E=____V。

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