【題目】如圖甲所示,AB是以恒定速度v0順時(shí)針傳動(dòng)的水平傳送帶,CD是以v=5m/s的恒定速度順時(shí)針傳動(dòng)的傾斜傳送帶、其傾角θ=30°,傾斜傳送帶兩端點(diǎn)C、D的高度差h=lm,C點(diǎn)與水平傳送帶在同一水平面,兩傳送帶通過(guò)一段光滑的水平面相連,F(xiàn)將一質(zhì)量m1=1kg的物塊a(可視為質(zhì)點(diǎn))在A處放到水平傳送帶上,放置時(shí)初速度為零,經(jīng)2s運(yùn)送到水平傳送帶的最右端B處,從物塊a放到水平傳送帶上開(kāi)始計(jì)時(shí),其速度-時(shí)間圖象如圖乙所示,物塊a離開(kāi)水平傳送帶之后與水平面上靜止的另一質(zhì)量m2=2g物塊b(可視為質(zhì)點(diǎn))發(fā)生彈性碰撞,碰后物塊b向右運(yùn)動(dòng)一小段距離后滑上傾斜傳送帶。已知兩傳送帶均由不同的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),傳送帶與輪子間尤相對(duì)滑動(dòng),不計(jì)輪軸處的摩擦,兩物塊與傾斜傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,忽略兩物塊在水平面與傳送帶之間轉(zhuǎn)移時(shí)的能量損失,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)兩物塊在水平面上碰撞后的速度大小分別是多少;
(2)由于傳送物塊b,帶動(dòng)傾斜傳送帶的電動(dòng)機(jī)多消耗的電能;
(3)物塊a與水平傳送帶因摩擦所產(chǎn)生的熱量為多少。
【答案】(1) ,(2)32J (3)42J
【解析】
(1)兩物塊在碰撞過(guò)程中,動(dòng)量守恒且機(jī)械能守恒,列出表達(dá)式可求解兩物塊在水平面上碰撞后的速度大;
(2)由于傳送物塊b,帶動(dòng)傾斜傳送帶的電動(dòng)機(jī)多消耗的電能等于傾斜傳送帶克服摩擦力所做的功;
(3)求解物塊在水平傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)相對(duì)傳送帶的位移,然后根據(jù)Q=fx相對(duì)求解熱量;
(1)取向右為正方向,設(shè)兩物塊在水平面上碰撞后物塊a的速度v1,物塊b的速度為v2,由題可知,物塊a碰前的速度為v0=5m/s,物塊a與物塊b碰撞時(shí)滿足:
解得:v1=-2m/s,v2=4m/s
(2)由牛頓第二定律可知,物塊b在傾斜傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為a=μgcosθ-gsinθ=2.5m/s2
物塊b加速到5m/s的過(guò)程中行駛的位移滿足2ax=v2-v22
解得x=1.8m<
此過(guò)程中傾斜傳送帶運(yùn)動(dòng)的位移
物塊b會(huì)繼續(xù)向上勻速運(yùn)動(dòng)x2=0.2m
此時(shí)摩擦力為靜摩擦力Ff=m2gsin300=10N
由于傳送物塊b,帶動(dòng)傾斜傳送帶的電動(dòng)機(jī)多消耗的電能等于傾斜傳送帶克服摩擦力所做的功,即
(3)物塊a運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖像可知:水平傳送帶的速度v0=6m/s,
加速時(shí)間t1=1.2s,加速度大小a1=5m/s,物塊a與水平傳送帶間的滑動(dòng)摩擦力Ff1=m1a1=5N;物塊a第一次在水平傳送帶向右運(yùn)動(dòng)時(shí),
兩者的相對(duì)位移
碰撞后物塊a向左運(yùn)動(dòng),在傳送帶上向左減速的時(shí)間
此過(guò)程中兩者的相對(duì)位移
然后向右滑離水平傳送帶沿傾斜傳送帶運(yùn)動(dòng),所以物塊a與水平傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在冰壺比賽中,球員手持毛刷擦刷冰面,可以改變冰壺滑行時(shí)受到的阻力.如圖(a)所示,藍(lán)壺靜止在圓形區(qū)域內(nèi),運(yùn)動(dòng)員用等質(zhì)量的紅壺撞擊藍(lán)壺,兩壺發(fā)生正碰若碰撞前后兩壺的v-t圖像如圖(b)所示.關(guān)于冰壺的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是
A. 兩壺發(fā)生了彈性碰撞
B. 藍(lán)壺運(yùn)動(dòng)了4s停下
C. 撞后兩壺相距的最遠(yuǎn)距離為1.275m
D. 碰撞后藍(lán)壺的加速度大小為0.3m/s2
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是
A. 在同一均勻介質(zhì)中,經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的時(shí)間,波傳播的距離為一個(gè)波長(zhǎng)
B. 在太陽(yáng)光照射下,肥皂泡呈現(xiàn)彩色,這是光的干涉現(xiàn)象
C. 各種電磁波最容易表現(xiàn)出粒子性的是無(wú)線電波
D. 變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電場(chǎng),變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生磁場(chǎng)
E. 真空中的光速在不同慣性參考系中可能不同
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,矩形ABCD區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,AB邊長(zhǎng)為d,BC邊長(zhǎng)為2d,O是BC邊的中點(diǎn),E是AD邊的中點(diǎn),在O點(diǎn)有一粒子源,可以在紙面內(nèi)向磁場(chǎng)內(nèi)各個(gè)方向射出質(zhì)量均為m、電荷量均為q、有同種電性的帶電粒子,粒子射出的速度大小相同,速度與OB邊的夾角為60°的粒子恰好從E點(diǎn)射出磁場(chǎng),不計(jì)粒子的重力,則( )
A. 粒子帶正電
B. 粒子運(yùn)動(dòng)的速度大小為
C. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為
D. 磁場(chǎng)區(qū)域中有粒子通過(guò)的面積為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材來(lái)探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
(1)圖中已經(jīng)用導(dǎo)線將部分器材連接,請(qǐng)補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線________。
(2)若連接好實(shí)驗(yàn)電路并檢查無(wú)誤后,閉合開(kāi)關(guān)的瞬間,觀察到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說(shuō)明線圈______(填“A”或“B”)中有了感應(yīng)電流。開(kāi)關(guān)閉合后,他還進(jìn)行了其他兩項(xiàng)操作嘗試,發(fā)現(xiàn)也產(chǎn)生了感應(yīng)電流,請(qǐng)寫(xiě)出兩項(xiàng)可能的操作:
①_________________________________;
②_________________________________。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,兩根相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌CD、EF固定在水平面內(nèi),并處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌的左端接入阻值為R的定值電阻,將質(zhì)量為m、電阻可忽略不計(jì)的金屬棒MN垂直放置在導(dǎo)軌上,可以認(rèn)為MN棒的長(zhǎng)度與導(dǎo)軌寬度相等,且金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,不計(jì)空氣阻力。金屬棒MN以恒定速度v向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,假設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B且保持不變,為了方便,可認(rèn)為導(dǎo)體棒中的自由電荷為正電荷。
(1)請(qǐng)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E;
(2)在上述情景中,金屬棒MN相當(dāng)于一個(gè)電源,這時(shí)的非靜電力與棒中自由電荷所受洛倫茲力有關(guān)。請(qǐng)根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義,推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。
(3)請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出自由電荷所受洛倫茲力示意圖。我們知道,洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。那么,金屬棒MN中的自由電荷所受洛倫茲力是如何在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中起到作用的呢?請(qǐng)結(jié)合圖中自由電荷受洛倫茲力情況,通過(guò)計(jì)算分析說(shuō)明。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】傾角為α的導(dǎo)電軌道間接有電源,軌道上有一根金屬桿ab處于靜止,F(xiàn)垂直軌道平面向上加一勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度B從零開(kāi)始逐漸增加至ab桿恰好開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),ab桿受到的靜摩擦力
A. 逐漸增大
B. 逐漸減小
C. 先減小后增大
D. 某時(shí)刻靜摩擦力的大小不可能等于安培力大小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,某星球的半徑為R,自轉(zhuǎn)周期為T,a為該星球的近地衛(wèi)星,b為該星球的同步衛(wèi)星,其軌道半徑為r,已知引力常量為G,則下列說(shuō)法正確的是
A. a、b兩衛(wèi)星的線速度大小之比為
B. a、b兩衛(wèi)星所受的引力大小之比為
C. 該星球表面的重力加速度為
D. 該星球的平均密度為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的圓環(huán),可在水平放置的粗糙細(xì)桿上自由滑動(dòng),細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,圓環(huán)以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)直至處于平衡狀態(tài),則圓環(huán)克服摩擦力做的功可能為( )
A.0 B.
C. D.
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