【題目】如圖所示在豎直平面內(nèi),光滑曲面AB與長度l=3m的水平傳送帶BC平滑連接于B點,傳送帶BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑r=0.55m的四分之一細圓管CD,圓管內(nèi)徑略大于物塊尺寸,管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k=50N/m的輕彈簧,彈簧一端固定,另一端恰好與管口D端平齊。一個質(zhì)量為m=0.5kg的物塊(可視為質(zhì)點)從曲面上P點靜止釋放,P點距BC的高度為h=0.8m。(已知彈簧的彈性勢能Ep與彈簧的勁度系數(shù)k和形變量x的關(guān)系是:Ep=kx2,水平傳送帶與物間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,重力加速度g10m/s2。)求:

1)若傳送帶靜止不動物塊在水平傳送帶BC上前進的距離;

2)若傳送帶向右勻速運動的速度v0=2m/s,物塊剛進入細圓管CD時對管道的彈力,物塊在壓縮彈簧過程中的最大速度(壓縮彈簧過程未超過彈性限度);

3)若傳送帶向右勻速運動的速度v0=2m/s,物塊從第一次進入細圓管后將做周期性的運動。由于物塊與傳送帶發(fā)生相對運動,一個周期內(nèi)帶動傳送帶的電動機多消耗的電能。

【答案】12m24m/s34J

【解析】

1)物塊從P點靜止釋放到停在傳送帶某處的過程中,根據(jù)動能定理得mgh-μmgx=0-0

解得x =2m;

2)若傳送帶向右勻速運動的速度v0=2m/s,因為傳送帶長度l=3m大于2m,所以物塊到達C點的速度vC=2m/s

物塊經(jīng)過管道C點,根據(jù)牛頓第二定律得mg-N=m

解得,管道對物塊的彈力N=N≈1.36N,方向豎直向上

根據(jù)牛頓第三定律得知,物塊對管道的彈力大小N′=N≈1.36N,方向豎直向下。

物塊從C點運動到速度最大的過程,根據(jù)平衡條件得mg =kx

x′=0.1m

由動能定理得mg(r+x)-=-

解得,最大速度vm=4m/s

3)物塊再次回到C點的速度仍為2m/s,它在傳送帶上先向左勻減速運動到速度為零,再向右勻加速運動至C點,速度大小仍為2m/s,因此,電動機多消耗的電能即為物塊與傳送帶之間的摩擦生熱.

物塊向左減速的位移x1===0.5m

物塊與傳送帶間的相對位移△x1=x1+v0

解得△x1=1.5m

物塊向右加速運動的位移x2==0.5m

物塊與傳送帶間的相對位移△x2=v0-x2=0.5m

因此,一個周期內(nèi)帶動傳送帶的電動機多消耗的電能是E=μmg(△x1+x2)

解得:E =4J

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,質(zhì)量均為m的甲、乙兩同學(xué),分別靜止于水平地面的臺秤P、Q上,他們用手分別豎直牽拉一只彈簧秤的兩端,穩(wěn)定后彈簧秤的示數(shù)為F,若彈簧秤的質(zhì)量不計,下列說法不正確的是( 。

A.乙處于失重狀態(tài),受到的拉力小于F

B.臺秤P的讀數(shù)等于mg+F

C.臺秤Q的讀數(shù)為mgF

D.兩臺秤的讀數(shù)之和為2mg

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】波粒二象性是微觀世界的基本特征,以下說法正確的有 .

A. 光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性

B. 熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性

C. 黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋

D. 動能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波長也相等

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一圓盤可繞通過圓盤中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動,在圓盤上放置一小木塊A它隨圓盤一起做勻速圓周運動。則關(guān)于木塊A的受力,下列說法正確的是(

A.木塊A受重力、支持力和向心力

B.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力,靜摩擦力的方向指向圓心

C.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力,靜摩擦力的方向與木塊運動方向相反

D.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力,靜摩擦力的方向與木塊運動方向相同

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】娃娃機是一款深受青少年喜愛的電子游戲。游戲者操控機器手臂,將毛絨玩具夾住并送往出口D點上方某處投下。如圖所示,機器手臂夾住毛絨玩具從A點由靜止開始豎直向上以大小為a1的加速度先做勻加速直線運動,再以大小相等的加速度a1做勻減速直線運動,到B點剛好停下;接著以加速度a2沿水平勻加速直線運動到某處C后放開手臂,使毛絨玩具從C點做平拋運動落到D處。已知毛絨玩具的質(zhì)量m=100g,它的上升距離hAB=0.8m,上升時間t1=2s,出口D點到A點的距離s=0.8m。不計空氣阻力重力加速度g=10m/s2.求:

1)毛絨玩具從A點豎直向上做勻加速直線時的加速度a1和受到機器手臂的抓力F

2)若機器手臂夾著毛絨玩具從B點沿水平勻加速運動到C點的加速度a2=1.25m/s2,為使毛絨玩具能成功落入出口D點,則BC的距離為多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪,繩兩端各系一小球。a球質(zhì)量為m,靜置于地面;b球質(zhì)量大于a球的質(zhì)量,用手托住b球,高度為h,此時輕繩剛好拉緊。從靜止開始釋放b后,a能達到的最大高度為1.5h,則b球的質(zhì)量為 (  )

A.3mB.2.5mC.2mD.1.5m

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為嫦娥二號的姐妹星嫦娥一號某次在近地點A由軌道1變軌為軌道2的示意圖,其中B、C分別為兩個軌道的遠地點。關(guān)于上述變軌過程及嫦娥一號在兩個軌道上運動的情況,下列說法中正確的是(

A.嫦娥一號在軌道1A點處應(yīng)點火減速

B.嫦娥一號在軌道2A點向C點運動的過程動能減小,勢能增大

C.嫦娥一號在軌道1B點運動到A點萬有引力做正功,動能增大,機械能守恒

D.以上說法均不正確

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在動摩擦因數(shù)為0.2的水平面上有一質(zhì)量為3 kg的物體被一個勁度系數(shù)為120 N/m的壓縮輕質(zhì)彈簧突然彈開,物體離開彈簧后在水平面上繼續(xù)滑行了1.3 m才停下來,下列說法正確的是(g10 m/s2)(  )

A.物體開始運動時彈簧的彈性勢能Ep7.8J

B.當(dāng)物體速度最大時彈簧的壓縮量為x0.05m

C.物體的離開彈簧時動能為7.8J

D.當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時物體的速度最大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是(

A. αβ、γ三種射線中,α射線的穿透能力最強,γ射線的電離作用最弱

B. β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時產(chǎn)生的

C. 圖甲為三種射線在磁場中的徑跡,其中①為α射線,②β射線,③為γ射線

D. 圖乙為三種射線在電場中的徑跡,其中①為α射線,②β射線,③為γ射線

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案