【題目】如圖所示,足夠長的水平傳送帶以速度v勻速運(yùn)動(dòng)。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(shí)間可以忽略不計(jì)。求:

(1)小物塊P與傳送帶間的滑動(dòng)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(shí)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(shí)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(dòng)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(dòng)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(yùn)動(dòng),Q做自由落體運(yùn)動(dòng)由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)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(shí)間;細(xì)繩再次拉直至P、Q剛共速過程,分別對P、Q由動(dòng)量定理得剛共速的速度大小,P、Q剛共速一起做勻減速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)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(shí)小物塊P與傳送帶間的動(dòng)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(dòng)量守恒得:

設(shè)子彈射入P至細(xì)繩再次拉直的時(shí)間為t該過程P在傳送帶上運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng),Q做自由落體運(yùn)動(dòng),對子彈和P整體由牛頓第二定律得:

由運(yùn)動(dòng)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(shí)P、Q的速度大小分別為v2v3,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(shí)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(yùn)動(dòng)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(dòng)量定理得:

P、Q剛共速時(shí)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(yùn)動(dòng)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,電源的電動(dòng)勢為 E、內(nèi)阻為 r,閉合開關(guān) K,小液滴恰能在平行板間靜止, 現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器的滑片 P 向下滑動(dòng),則

A. 小液滴將向上運(yùn)動(dòng)

B. 電源的總功率變大

C. 小燈泡變亮

D. 定值電阻 R1 上消耗的功率變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量的小球套在細(xì)斜桿上,斜桿與水平方向成角,球與桿之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,球在豎直向上的拉力作用下沿桿向上滑動(dòng)。()求:

1)求球?qū)U的壓力大小和方向

2小球的加速度多大

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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(jì)了如圖所示(a)的實(shí)驗(yàn)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(shí)間。該同學(xué)設(shè)計(jì)的主要實(shí)驗(yàn)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(shí)間t,計(jì)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(shí)驗(yàn),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(shí)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(shí)驗(yàn)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(diǎn),請將(2)問中對應(yīng)的點(diǎn)描出,并畫出v-x圖像。

(4)已知實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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】在如圖所示電路中,電源的電動(dòng)勢E=3V,內(nèi)電阻r=0.5Ω,電阻R1=2Ω,閉合電鍵S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí),四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化,電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示,則下列敘述中正確的是( )

A.I變小,U1變小

B.U2變小,U3變大

C.電阻R1的電功率減小

D.電源的輸出功率減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某位工人師傅用如圖所示的裝置,將重物從地面沿豎直方向拉到樓上,在此過程中,工人師傅沿地面以速度v向右勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)質(zhì)量為m的重物上升高度為h時(shí)輕繩與水平方向成α角,(重力加速度大小為g,滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì))在此過程中,下列說法正確的是

A. 人的速度比重物的速度小

B. 輕繩對重物的拉力大于重物的重力

C. 重物做勻速直線運(yùn)動(dòng)

D. 繩的拉力對重物做功為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某學(xué)生想利用伏安法較精確測量一個(gè)定值電阻Rx的阻值(阻值約為20﹣30Ω),所供器材如下:

A.電壓表V1(量程0﹣﹣﹣3V,內(nèi)阻約4kΩ)

B.電壓表V2(量程0﹣﹣﹣15V,內(nèi)阻約20kΩ),

C.電流表A1(量程0﹣﹣﹣50mA,內(nèi)阻為20Ω)

D.電流表A2(量程0﹣﹣﹣300mA,內(nèi)阻為4Ω),

E.滑動(dòng)變阻器R1 (0﹣﹣﹣10Ω,額定電流為1.5A)

F.滑動(dòng)變阻器R2 (0﹣﹣﹣2000Ω,額定電流為0.3A)

G.直流電源E(電動(dòng)勢約9V,內(nèi)阻約0.5Ω),

H.電鍵K,連線用的導(dǎo)線若干根

①在以上器材中選出適當(dāng)?shù)钠鞑,有?/span>_____(填寫器材前面的字母代號);

②在虛線框中畫出電路圖,要求在圖上標(biāo)出所選器材的符號________;

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的磁場中,有PQ兩點(diǎn)。下列說法正確的是

A. P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于Q點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

B. PQ兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與該點(diǎn)是否有通電導(dǎo)線無關(guān)

C. 同一小段通電直導(dǎo)線在P、Q兩點(diǎn)受到的安培力方向相同,都是PQ

D. 同一小段通電直導(dǎo)線在P點(diǎn)受到的安培力一定大于在Q點(diǎn)受到的安培力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在 xOy平面的第一象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B、方向垂直紙面向里的勻 強(qiáng)磁場。兩個(gè)相同的帶電粒子,先后從 y軸上的 P點(diǎn)(0,a)) Q點(diǎn)(縱坐標(biāo) b未知),以相同的速度v0 沿x軸正方向射入磁場,在 x軸上的 M 點(diǎn)(c,0)相遇。 不計(jì)粒子的重力及粒子之間的相互作用,由題中信息可以確定( )

A. Q點(diǎn)的縱坐標(biāo) b

B. 帶電粒子的電荷量

C. 兩個(gè)帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑

D. 兩個(gè)帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

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