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如图所示,长L=9m的传送带与水平方向的傾角θ=37°,在电动机的带动下以υ=4...

如图所示,长L=9m的传送带与水平方向的傾角θ=37°,在电动机的带动下以υ=4m/s的速率顺时针方向运行,在传送带的B端有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物块挡住,在传送带的A端无初速地放一质量m=1kg的物块,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,物块与挡板的碰撞能量损失及碰撞时间不计.(g=10m/s2,sin37°=0.6)求:

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(1)物块从第一次静止释放到与挡板P第一次碰撞后,物块再次上升到传送带的最高点的过程中,因摩擦生的热;

(2)物块最终的运动状态及达到该运动状态后电动机的输出功率.

 

(1)因摩擦生的热为100.8J(2)最终物块在P与离P 4m的范围内不断做向上的加速度为2 m/s2的减速运动和向下做加速度为2 m/s2的加速运动,电动机的输出功率为16W 【解析】 试题分析:(1)根据牛顿第二定律求出物块在下降过程和上升过程中的加速度,运用运动学公式求出下滑过程和上升过程的相对位移,求出相对运动距离之和,根据Q=fs求出产生的热量. (2)物块每一次与挡板碰撞,速度较之前都在减小,最终碰撞后反弹的速度等于传送带的速度,则先向上做匀减速直线运动,再向下做匀加速直线运动,碰撞的速度不变.根据能量守恒定律,电动机的输出功率等于克服阻力做功的功率. 【解析】 (1)物块从A点由静止释放,物块相对传送带向下滑,物块沿传送带向下加速运动的速度 与P碰前的速度 物块从A到B的时间 在此过程中物块相对传送带向下位移s1=L+vt1=21m 物块与挡板碰撞后,以v1的速度反弹,因v1>v,物块相对传送带向上滑,物块向上做减速运动的加速度为 物块速度减小到与传送带速度相等的时间 在t2时间内物块向上的位移 物块相对传送带向上的位移s2=l1﹣vt2=0.2m 物块速度与传送带速度相等后物块相对传送带向下滑,物块向上做减速运动的加速度 物块速度减小到零的时间 物块向上的位移 此过程中物块相对传送带向下的位移s3=vt3﹣l2=4m 摩擦生热Q=μmgcosθ(s1+s2+s3)=100.8J 答:因摩擦生的热为100.8J. (2)物块上升到传送带的最高点后,物块沿传送带向下加速运动,与挡板P第二次碰撞前的速度 碰后因v2>v,物块先向上做加速度为a2的减速运动,再做加速度为a3的减速运动,物块向上的位移为 物块与挡板第三次碰撞前的速度 在此类推经过多次碰撞后物块以v=4m/s的速度反弹,故最终物块在P与离P 4m的范围内不断做向上的加速度为2 m/s2的减速运动和向下做加速度为2 m/s2的加速运动,物块的运动达到这一稳定状态后,物块对传送带有一与传送带运动方向相反的阻力 Ff=μmgcosθ 故电动机的输出功率P=μmgcosθ•v=16W 答:最终物块在P与离P 4m的范围内不断做向上的加速度为2 m/s2的减速运动和向下做加速度为2 m/s2的加速运动,电动机的输出功率为16W. 【点评】本题过程较复杂,关键理清每一段过程,运用牛顿定律和运动学知识进行分析.  
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考点分析:
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减速带是交叉路口上常见的一种交通设施,在某小区门口有一橡胶减速带(如图),有一警用巡逻车正以最大速度25m/s从小区门口经过,在离减速带90m时警察发现一逃犯正以10m/s的速度骑电动车匀速通过减速带(电动车始终匀速),而巡逻车要匀减速到5m/s通过减速带(减速带的宽度忽略不计),减速到5m/s后立即以2.5m/s2的加速度加速到最大速度继续追赶,设在整个过程中,巡逻车与逃犯均在水平直道上运动,求从警察发现逃犯到追上逃犯需要的时间.

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某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端.开始时小球和滑块均静止,剪短细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x.(空气阻力对本实验的影响可以忽略)

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①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为    

②滑块与斜面间的动摩擦因数为               

③以下能引起实验误差的是     

a.滑块的质量

b.当地重力加速度的大小

c.长度测量时的读数误差

d.小球落地和滑块撞击挡板不同时.

 

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“探究功能与物体速度变化的关系”的实验装置如图所示.

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(1)实验器材有:长木板、小车(前面带小钩)、学生电源、电磁打点计时器、6条规格相同的橡皮筋、纸带、刻度尺、天平、小铁钉2个、导线若干.在上述实验器材中,多余的器材是     

(2)实验的主要步骤如下:

A.将长木板放到水平实验台上,依图安装好实验器材;

B.先用一条橡皮筋进行实验,把橡皮筋拉伸到一定的长度,整理好纸带,接通电源,放开小车,打出一条纸带,编号为1;

C.换用纸带,改用2条、3条…同样的橡皮筋进行第2次、第3次…实验,每次实验中橡皮筋的拉伸长度都相等,打出的纸带,分别编号为2、3…

D.由纸带算出小车获得的速度:根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算.

把第一次实验橡皮筋对小车做的功记为W0,则第2次、第3次…实验对小车做的功分别计记为2W0、3W0…,将实验数据记录在表格里.

E.对测量数据进行估计,大致判断两个量可能的关系,然后以W为纵坐标、v2(也可能是其他关系)为横坐标作图;

F.整理实验器材.

以上实验步骤中有疏漏的步骤是:A      ,有错误的步骤是      (填写步骤前相应的符号)

 

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如图所示,质量均为m的A、B用轻弹簧连接在一起,弹簧的劲度系数为k,质量为2m的C用细线通过光滑的定滑轮连接.开始时A、B均静止在带有挡板的光滑斜面上,A紧靠在挡板处,用手托住C,使细绳刚好被拉直,斜面的倾角为θ=30°.现把手拿开,让C从静止开始运动,试分析从C开始运动到A刚要离开斜面的过程中,下列说法正确的是(  )

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A.C下降的高度为满分5 manfen5.com

B.弹簧的弹性势能增加了满分5 manfen5.com

C.C克服绳的拉力所做的功为满分5 manfen5.com

D.B、C与地球组成的系统,机械能减少了满分5 manfen5.com

 

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如图所示,木箱高为L,其底部有一个小物体Q(质点),现用力竖直向上拉木箱,使木箱由静止开始向上运动.若保持拉力的功率不变,经过时间t,木箱达到最大速度,这时让木箱突然停止,小物体会继续向上运动,且恰能到达木箱顶端.已知重力加速度为g,不计空气阻力,由以上信息,可求出的物理量是(  )

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A.时间t内拉力的功率

B.木箱的最大速度

C.时间t内木箱上升的高度

D.木箱和小物体的质量

 

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