【題目】如圖所示,電動機帶著繃緊的傳送帶始終以v=2m/s的速度順時針運動,傳送帶與水平面的夾角θ=30°,現(xiàn)把一質(zhì)量為m=10kg的工件輕輕地放在皮帶的底端,經(jīng)過一段時間后,工件被送到高h=2m的平臺上,已知工件與皮帶之間的動摩擦因數(shù)μ= ,除此之外,不計其它損耗.(g取10m/s2)求:
(1)傳送帶對物體做的功
(2)產(chǎn)生的熱量
(3)由于傳送物體傳送帶多消耗的電能.
【答案】
(1)
解:工件輕輕地放在傳送帶底端后,受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力作用,由牛頓第二定律得知,上滑過程中加速度為:
μmgcosθ﹣mgsinθ=ma
得:a=g(μcosθ﹣sinθ)=2.5m/s2
設(shè)工作加速到v0=2m/s時運動的位移為x,則有:
2ax=v02 得 x=0.8m
可得:x< =4m
所以工件在傳送帶上先勻加速運動后勻速運動.
勻加速運動過程中,動摩擦力對工件做功為:W1=μmgcosθx=60J
勻速運動后,工件受到的靜摩擦力大小為:f=mgsinθ
通過的位移為:x′= ﹣x=4m﹣0.8=3.2m
勻速運動過程中,摩擦力對工件做功為:W2=mgsinθx′=160J
所以摩擦力對工件做的總功為:W=W1+W2=220J
(2)
解:產(chǎn)生的熱量Q=Ffx相對=μmgcosθ(2x﹣x)=60J
(3)
解:多消耗的能量轉(zhuǎn)化為工件的動能和重力勢能以及摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能
則 =280J
【解析】(1)要分析工件的運動情況,首先分析工件的受力情況,工件受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力作用,合力沿斜面向上,物體加速運動,由牛頓第二定律求出加速度.由運動學(xué)公式求出物體速度達到與傳送帶相同時通過的位移,再根據(jù)此位移與傳送帶長度的關(guān)系,分析接下來工件的運動情況,分析兩個過程,根據(jù)功的公式,分別求出摩擦力對物體所做的功,進而求出總功;(2)產(chǎn)生的熱量根據(jù)Q=Ffx相對計算即可;(3)多消耗的能量轉(zhuǎn)化為工件的動能和重力勢能以及摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能,然后求和即可
【考點精析】本題主要考查了功能關(guān)系的相關(guān)知識點,需要掌握當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時,物體的機械能守恒;重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (動能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機械能的變化:W F =E 2 -E 1才能正確解答此題.
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【題目】如圖所示,粗細均勻、導(dǎo)熱良好、裝有適量水銀的U型管豎直放置,右端與大氣相通,左端封閉氣柱長l=20cm(可視為理想氣體),兩管中水銀面等高.先將右端與一低壓艙(未畫出)接通,穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面h=10cm(環(huán)境溫度不變,大氣壓強p0=75cmHg).
求:穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強是多少cmHg?
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【題目】同學(xué)們測量某電阻絲的電阻Rx , 所用電流表的內(nèi)阻與Rx相當(dāng),電壓表可視為理想電壓表.
①若所用圖1所示電路進行實驗,要使得Rx的測量值更接近真實值,電壓表的a端應(yīng)連接到電路的點(選填“b”或“c”).
②測得電阻絲的U﹣I圖如圖2所示,則Rx為Ω(保留兩位有效數(shù)字).
③實驗中,隨電壓進一步增加電阻絲逐漸進入熾熱狀態(tài),某同學(xué)發(fā)現(xiàn)對熾熱電阻絲吹氣,其阻值會變化.他們對此現(xiàn)象進行探究,在控制電阻絲兩端的電壓為10V的條件下,得到電阻絲的電阻Rx隨風(fēng)速v(用風(fēng)速計測)的變化關(guān)系如圖3所示.由圖可知當(dāng)風(fēng)速增加時,Rx會(選填“增大”或“減小”).在風(fēng)速增加過程中,為保持電阻絲兩端電壓為10V,需要將滑動變阻器RW的滑片向端調(diào)節(jié)(選填“M”或“N”).
④為了通過電壓表的示數(shù)來顯示風(fēng)速,同學(xué)們設(shè)計了如圖4所示的電路,其中R為兩只阻值相同的電阻,Rx為兩根形同的電阻絲,一根置于氣流中,另一根不受氣流影響, 為待接入的理想電壓表.如果要求在測量中,風(fēng)速從零開始增加,電壓表的示數(shù)也從零開始增加,則電壓表的“+”端和“﹣”端應(yīng)分別連接到電路中的點和點(在“a”“b”“c”“d”中選填).
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【題目】如圖所示,水平放置的兩根金屬導(dǎo)軌位于方向垂直于導(dǎo)軌平面并指向紙里的勻強磁場中.導(dǎo)軌上有兩根小金屬導(dǎo)體桿ab和cd,其質(zhì)量均為m,能沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動.金屬桿ab和cd與導(dǎo)軌及它們間的接觸等所有電阻可忽略不計.開始時ab和cd都是靜止的,現(xiàn)突然讓cd桿以初速度v向右開始運動,如果兩根導(dǎo)軌足夠長,則( )
A.cd始終做減速運動,ab始終做加速運動,并將追上cd
B.cd始終做減速運動,ab始終做加速運動,但追不上cd
C.開始時cd做減速運動,ab做加速運動,最終兩桿以相同速度做勻速運動
D.磁場力對兩金屬桿做功的大小相等
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【題目】如圖所示,直線MN是某電場中的一條電場線(方向未畫出).虛線是一帶電的粒子只在電場力的作用下,由a運動到b的運動軌跡,軌跡為一拋物線.下列判斷正確的是( )
A.電場線MN的方向一定是由N指向M
B.帶電粒子由a運動到b的過程中動能不一定增加
C.帶電粒子在a點的電勢能一定大于在b點的電勢能
D.帶電粒子在a點的加速度一定大于在b點的加速度
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【題目】如圖所示,光滑水平面上有一長度L=1m的木板,板上右端放一質(zhì)量m=1kg的物塊,物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,木板的質(zhì)量為M=2kg,現(xiàn)在木板的右端施加一水平向右的拉力.將物塊視為質(zhì)點,最大靜摩擦力和滑動摩擦力大小相等,取g=10m/s2,
(1)要使物體與長木板不發(fā)生相對滑動,求拉力的最大值Fmax;
(2)要使物體2s內(nèi)從長木板上滑下,求拉力的最小值Fmin.
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【題目】體育課上某同學(xué)做引體向上.他兩手握緊單杠,雙臂豎直,身體懸垂;接著用力上拉使下頜超過單杠(身體無擺動);然后使身體下降,最終懸垂在單杠上。在身體懸垂時,下列說法正確的是( )
A. 人受到的重力和人對單杠的作用力是一對平衡力
B. 人受到的重力和人對單杠的作用力是一越對相互作用力
C. 若增大兩手間的距離,最終懸垂時單臂的拉力不變
D. 若增大兩手間的距離,最終懸垂時單臂的拉力變大
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【題目】如圖所示,一工件置于水平地面上,其AB段為一半徑R=1.0m的光滑圓弧軌道,BC段為一長度L=0.5m的粗糙水平軌道,二者相切于B點,整個軌道位于同一豎直平面內(nèi),P點為圓弧軌道上的一個確定點.一可視為質(zhì)點的物塊,其質(zhì)量m=0.2kg,與BC間的動摩擦因數(shù)μ1=0.4.工件質(zhì)量M=0.8kg,與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.1.(取g=10m/s2)
(1)若工件固定,將物塊由P點無初速度釋放,滑至C點時恰好靜止,求P、C兩點間的高度差h.
(2)若將一水平恒力F作用于工件,使物塊在P點與工件保持相對靜止,一起向左做勻加速直線運動.
①求F的大小.
②當(dāng)速度v=5m/s時,使工件立刻停止運動(即不考慮減速的時間和位移),物塊飛離圓弧軌道落至BC段,求物塊的落點與B點間的距離.
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【題目】如圖甲所示,傾斜傳送帶傾角θ=37°,兩端A、B間距離為L=4m,傳送帶以4m/s的速度沿順時針轉(zhuǎn)動,一質(zhì)量為1kg的小滑塊從傳送帶頂端B點由靜止釋放下滑,到A時用時2s,g取10m/s2 , 求:
(1)小滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù);
(2)若該小滑塊在傳送帶的底端A,現(xiàn)用一沿傳送帶向上的大小為6N的恒定拉力F拉滑塊,使其由靜止沿傳送帶向上運動,當(dāng)速度與傳送帶速度相等時,滑塊的位移.
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