題目列表(包括答案和解析)
傳送帶被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。由于不同的物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)不同,物體在傳送帶上的運(yùn)動情況也有所不同。如圖所示,一傾斜放置的傳送帶與水平面的傾角θ=370, 在電動機(jī)的帶動下以v=2m/s的速率順時針方向勻速運(yùn)行。M、N為傳送帶的兩個端點(diǎn),MN兩點(diǎn)間的距離L=7m。N端有一離傳送帶很近的擋板P可將傳送 帶上的物塊擋住。在傳送帶上的O處先后由靜止釋放金屬塊A和木塊B,金屬塊與木塊質(zhì)量均為1kg,且均可視為質(zhì)點(diǎn),OM間距離L=3m。 sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。傳送帶與輪子間無相對滑動,不計(jì)輪軸處的摩擦。
(1)金屬塊A由靜止釋放后沿傳送帶向上運(yùn)動,經(jīng)過2s到達(dá)M端,求金屬塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ1。
(2)木塊B由靜止釋放后沿傳送帶向下運(yùn)動,并與擋板P發(fā)生碰撞。已知碰撞時間極短,木塊B與擋板P碰撞前后速度大小不變,木塊B與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ2=0.5。求:
a.與擋板P第一次碰撞后,木塊B所達(dá)到的最高位置與擋板P的距離;
b.經(jīng)過足夠長時間,電動機(jī)的輸出功率恒定,求此時電動機(jī)的輸出功率。
二、選擇題:(共48分)
14、B 15、C 16、BD 17、C 18、AD 19、C 20、C 21、BCD
22、實(shí)驗(yàn)題:(共18分)
(1)AC (6分) (2)1B (2分) E (2分) G (2分)
2電路圖和實(shí)物圖各3分,見錯無分。
23.物塊剛放上傳送帶時,由牛頓第二定律:
μmg=ma……………………………………1
得:a=
物塊歷時t1后與傳送帶共速,則:
at1=v0+a0t1…………………………………3
得:t1=1s……………………………………4
此過程中物塊的位移為:
s1=at12/2……………………………………5
得:s1=
故物體此時尚未到達(dá)B點(diǎn),且此后的過程中由于a0<μg,物塊將和傳送帶以共同的加速度運(yùn)動,設(shè)又歷時t2到達(dá)B點(diǎn),則:
s-s1=at1t2+a0t22/2…………………………7
得:t2=1s……………………………………8
物體從A到B歷時:t=t1+t2=2s…………9
(其它解法酌情給分)
24、(1)小球運(yùn)動至第一次碰前:
mgh=mv02/2……………………………………………1
碰撞過程,動量守恒:
mv0=(M+m)v1…………………………………………2
碰后壓縮彈簧過程中,M、m及彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒:
Epm=(M+m)v12/2……………………………………3
由1、2、3聯(lián)立解得:
Epm=…………………………………………4
(2)第一次碰后小球向BC軌道運(yùn)動的初速度即為v1,由機(jī)械能守恒得:
…………………………………………5
由1、2、5聯(lián)立解得:…………6
(3)小球在BC段運(yùn)動可等效為單擺,其周期為:
T=………………………………………………7
分析得小球第三次通過B點(diǎn)歷時為:
t=……………………………………………8
由78聯(lián)立解得:t=…………………9
25、(1)粒子在磁場中運(yùn)動時,由洛侖茲力提供向心力
Bqv0=mv02/R…………………………………………
得:R=
過M點(diǎn)做初速度v0的垂線交y軸正方向于P點(diǎn),則PM=l/cos450
得:PM=
由幾何關(guān)系得PM為軌跡圓直徑,P點(diǎn)即為粒子穿過y軸正半軸的位置
OP=PM sin450=m……………………………
由圓的對稱性得此處速度與y軸夾角為θ=450………………
(2)設(shè)粒子由P點(diǎn)到N點(diǎn)歷時t1,則:
x方向:v0sin450-Eqt1/m=0……………………………………
y方向:v0t1cos450=OP…………………………………………
聯(lián)立求解,代入數(shù)據(jù)得:t1=0.1s E=2V/m≈2.82 V/m…
(3)粒子能到達(dá)O點(diǎn)…………………………………………………
粒子在磁場中的運(yùn)動周期為:T=2πm/Bq……………………
從M點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn)經(jīng)過的軌跡如圖:(略)
經(jīng)歷的時間為:t=T/2+3T/4+2t1………………………………
代入數(shù)據(jù)得:t=(π/8+0.2)s≈0.59s……………………………
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