分析 (1)小物體從B到C的過程與從E到C的過程,均做平拋運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,根據(jù)水平位移關(guān)系求初速度關(guān)系,再對(duì)小物體從B到E的過程,由動(dòng)能定理求動(dòng)摩擦因數(shù).
(2))①當(dāng)傳送帶的速度 v=ωr≤vE,即ω≤v02r時(shí),物體在傳送帶上一直做勻減速運(yùn)動(dòng),物體離開傳送帶時(shí)的速度為vE.
②在滿足①的條件下,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體與傳送帶間的相對(duì)位移,再求熱量Q.
(3)根據(jù)傳送帶速度范圍,分析物體在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況,得到物體離開傳送帶的速度,從而結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求得OD.
解答 解:(1)小物體從B到C的過程,做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向有 l=v0t0.
小物體從E到C的過程水平方向有 l2=vEt0.
可得 vE=v02
設(shè)小物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,小物體從B到E的過程,由動(dòng)能定理得
-μmgl2=12mv2E-12mv20
解得 μ=3v204gl
(2)①當(dāng)傳送帶的速度 v=ωr≤vE,即ω≤v02r時(shí),物體在傳送帶上一直做勻減速運(yùn)動(dòng),物體離開傳送帶時(shí)的速度為vE.
②在滿足①的條件下,物體在傳送帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t.
則有 l2t=v0+vE2=3v04
解得 t=2l3v0
此過程中,傳送帶通過的路程 S帶=ωrt=\frac{2ωrl}{3{v}_{0}}
小物體與傳送帶間的相對(duì)位移 S相=\frac{l}{2}-S帶=\frac{l}{2}-\frac{2ωrl}{3{v}_{0}}
所以P與皮帶間摩擦產(chǎn)生的熱量 Q=μmgS相=\frac{3m{v}_{0}^{2}}{4}(\frac{1}{2}-\frac{2ωr}{3{v}_{0}})
(3)(a)當(dāng)傳送帶的速度滿足 0<v帶=ωr<vE,即 0<ω<\frac{{v}_{0}}{2r}時(shí),物體在傳送帶上一直做勻減速運(yùn)動(dòng),物體離開傳送帶時(shí)的速度為vE,則 OD=l.
(b)如果物體在傳送帶上一直做勻加速而未與傳送帶共速,則物體的加速度始終為 a=μg
物體離開傳送帶時(shí)的速度達(dá)到最大值為vmax.
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 vmax2-v02=2μg\frac{l}{2}
解得 vmax=\frac{\sqrt{7}}{2}{v}_{0}
當(dāng)傳送帶的速度 v帶=ωr≥\frac{\sqrt{7}}{2}{v}_{0},即ω≥\frac{\sqrt{7}{v}_{0}}{2r}時(shí),物體離開傳送帶時(shí)的速度為vmax.
則 OD=(\frac{1}{2}+\frac{\sqrt{7}}{2})l
(c)當(dāng)傳送帶的速度 vE<v帶=ωr<vmax,即\frac{{v}_{0}}{2r}<ω<\frac{\sqrt{7}}{2}{v}_{0}時(shí)
物體離開傳送帶時(shí)的速度為 v=v帶=ωr,則 OD=(\frac{1}{2}+\frac{ωr}{{v}_{0}})l
答:
(1)小物塊P與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ是\frac{3{v}_{0}^{2}}{4gl};
(2)①驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)該滿足ω≤\frac{{v}_{0}}{2r}的條件.
②在滿足?的條件下,P與皮帶間摩擦產(chǎn)生的熱量Q為\frac{3m{v}_{0}^{2}}{4}(\frac{1}{2}-\frac{2ωr}{3{v}_{0}}).
(3)(a)當(dāng) 0<ω<\frac{{v}_{0}}{2r}時(shí),OD為l.
(b)當(dāng)ω≥\frac{\sqrt{7}{v}_{0}}{2r}時(shí),OD為(\frac{1}{2}+\frac{\sqrt{7}}{2})l
(c)當(dāng)\frac{{v}_{0}}{2r}<ω<\frac{\sqrt{7}}{2}{v}_{0}時(shí)OD為(\frac{1}{2}+\frac{ωr}{{v}_{0}})l.
點(diǎn)評(píng) 本題要具有分析物體運(yùn)動(dòng)過程的能力,要抓住平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由高度決定這一知識(shí)點(diǎn),要注意摩擦產(chǎn)生的熱量與相對(duì)位移有關(guān).
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 0.2 | B. | 0.3 | C. | 0.5 | D. | 0 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 當(dāng)r>r0時(shí),引力大于斥力,r增大時(shí)分子力做負(fù)功,Ep增加 | |
B. | 當(dāng)分子間距r變小時(shí),引力減小,斥力增大 | |
C. | 當(dāng)r<r0時(shí),引力大于斥力,r減小時(shí)分子力做負(fù)功,Ep減小 | |
D. | 當(dāng)r=r0時(shí),Ep=0 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 一定增大 | B. | 一定減小 | C. | 可能增大 | D. | 可能減小 |
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