【題目】如圖甲所示,水平傳送A、B兩輪間的距離L=3.0m,質(zhì)量M=1.0kg的物塊(可視為質(zhì)點)隨傳送帶一起以恒定的速率v0向左勻速運動,當(dāng)物塊運動到最左端時,質(zhì)量m=0.020kg的子彈以u0=400m/s的水平速度向右射中物塊并穿出.在傳送帶的右端有一傳感器,測出物塊被擊穿后的速度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示(圖中取向右運動的方向為正方向,子彈射出物塊的瞬間為t=0時刻).設(shè)子彈擊穿物塊的時間可忽略不計,且子彈不會擊中傳感器而發(fā)生危險,物塊的質(zhì)量不因被子彈擊穿而發(fā)生改變.不計空氣阻力及A、B輪的大小,取重力加速度g=10m/s2 .
(1)求物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)求子彈擊穿物塊的過程中產(chǎn)生的熱量Q1;
(3)如果從第一顆子彈擊中物塊開始,每隔△t=1.5s就有一顆相同的子彈以同樣的速度擊穿物塊,直至物塊最終離開傳送帶.設(shè)所有子彈與物塊間的相互作用力均相同,求整個過程中物塊與傳動帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q2 .
【答案】
(1)解:根據(jù)速度圖象可知,物塊在滑動摩擦力的作用下做勻變速運動,在0~1s內(nèi)物塊的速度由4m/s減為0.
此過程物塊的加速度大小 =4.0 m/s2
由牛頓第二定律有 f=μmg=ma 解得 =0.40
答:物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ為0.4
(2)解:物塊被擊中前的速度大小為v0=2.0m/s,由速度圖象可知物塊被擊穿后瞬間物塊的速度大小v=4.0m/s,方向向右.
設(shè)子彈擊穿物塊后的速度為u,以向右為正方向
根據(jù)動量守恒定律有 mu0﹣Mv0=mu+Mv
解得 u= =100 m/s
根據(jù)能量守恒有 Q1= =1.49×103 J
答:求子彈擊穿物塊的過程中產(chǎn)生的熱量Q1為1.49×103 J
(3)解:第1顆子彈擊穿物塊后,物塊向右運動的時間為t1=1.0 s,設(shè)向右運動的最大距離為x1,則x1= t1=2.0 m,
1.0s時物塊改為向左運動,運動時間為t2=0.50s,位移大小為x2= t2=0.50m
所以在△t=1.5s時間內(nèi),物塊向右運動的距離為l=x1﹣x2=1.5m
在△t=1.5s時間內(nèi),物塊相對傳送帶的位移為△x1=l+x3=4.5m
在t=1.5s時物塊的速度與傳送帶速度相同,所以第二顆子彈擊中物塊后的運動情況與第一顆子彈擊中物塊后運動情況相同,向右運動的可能達(dá)到的最大距離為2.0m,
而此時物塊與傳送帶右端距離為l=1.5m,故物塊中第二顆子彈后將畫出傳送帶.
設(shè)物塊被第二顆子彈擊穿后,其在傳送帶上滑行的時間為t3
根據(jù)運動學(xué)公式:△l=vt3 at32
解得:t3=0.50s
物塊第二次被擊穿后相對傳送帶的位移△x2=△l+v0t3=2.5m
所以Q2=μmg(△x1+△x2)=28J
答:如果從第一顆子彈擊中物塊開始,每隔△t=1.5s就有一顆相同的子彈以同樣的速度擊穿物塊,直至物塊最終離開傳送帶.設(shè)所有子彈與物塊間的相互作用力均相同,整個過程中物塊與傳動帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q2為28J
【解析】子彈擊中木塊的瞬間動量守恒,用動量守恒動量解出木塊向右的初速度,木塊在傳送帶上做勻減速直線運動,由速度時間關(guān)系式解出1s后的速度,把其與傳送帶的速度比較,判斷木塊是否已經(jīng)達(dá)到勻速,還可以解出此過程中木塊向右運動的最大距離;下一個過程再用動量守恒定律與第一過程比較.木塊和傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量等于滑動摩擦力乘以木塊與傳送帶之間的相對位移.
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在地面上方某一點將一小球以一定的初速度沿水平方向拋出,不計空氣阻力,則小球在隨后的運動中( 。
A. 速度和加速度的方向都在不斷變化
B. 速度與加速度方向之間的夾角一直減小
C. 在相等的時間間隔內(nèi),速率的改變量相等
D. 在相等的時間間隔內(nèi),動能的改變量相等
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】地球自轉(zhuǎn)一周為一晝夜;新疆鳥魯木齊市處于高緯度地區(qū),而廣州則處于低緯度地區(qū),下列說法正確的是( ).
A.烏魯木齊一晝夜的時間要比廣州一晝夜的時間略長
B.烏魯木齊處物體的角速度大,廣州處物體的線速度大
C.兩處物體的角速度、線速度都一樣大
D.兩處物體的角速度一樣大,但廣州處物體的線速度比烏魯木齊處物體線速度要大
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】我們可以將手表的秒針、分針和時針的運動都看作周期運動,秒針的周期是_____s,分針的周期是_____s,時針的周期是___________.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,把一根柔軟的彈簧懸掛起來,使它的下端剛好跟槽中的水銀接觸.通電后,你預(yù)計會發(fā)生什么現(xiàn)象?怎樣解釋這個現(xiàn)象?
現(xiàn)象:____________________________________
解釋:___________________________________
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D四個物體在同一條直線上做直線運動,A物體的x-t、B物體的v-t、C物體和D物體的a-t圖象依次如圖所示,規(guī)定水平向右為正,已知物體在t=0時的速度均為零,且此時C物體在D物體的左邊1.75m處,則( )
A. 其中0~4s內(nèi)物體運動位移最大的是B物體
B. 其中0~4s內(nèi)物體運動位移最大的是C物體
C. t=2.5s時C物體追上D物體
D. t=3.5s時C物體追上D物體
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動的電動機帶動下,足夠長的水平傳送帶以恒定速率v1勻速向右運動,一質(zhì)量為m的滑塊從傳送帶右端以水平向左的速率v2(v2>v1)滑上傳送帶,最后滑塊返回傳送帶的右端。關(guān)于這一過程的下列判斷,正確的有( )
A. 滑塊返回傳送帶右端的速率為v1
B. 此過程中傳送帶對滑塊做功為mv12-mv22
C. 此過程中電動機對傳送帶做功為2mv12
D. 此過程中滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量為m(v1+v2)2
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】圖示為某種透明介質(zhì)的截面圖,△AOC為等腰直角三角形,BC為半徑R=10cm的四分之一圓弧,AB與水平屏幕MN垂直并接觸于A點。由紅光和紫光兩種單色光組成的細(xì)束復(fù)色光射向圓心O,在AB分界面上的入射角i=45°,結(jié)果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個亮斑,左右亮斑分別為P1、P2。假設(shè)該介質(zhì)對紅光和紫光的折射率分別為n1 = ,n2 =。
(1)判斷P1、P2兩處產(chǎn)生亮斑的顏色;
(2)求兩個亮斑間的距離P1P2。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com