如圖所示,質(zhì)量為m=1 kg的滑塊,放在光滑的水平平臺(tái)上,平臺(tái)的右端B與足夠長(zhǎng)的水平傳送帶相接,皮帶輪的半徑為R=0.5m,且以角速度ω=12 rad/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(傳送帶不打滑),先將滑塊緩慢向左壓縮固定在平臺(tái)上的輕彈簧,然后突然釋放,當(dāng)滑塊滑到傳送帶上距B端L=15m的C點(diǎn)時(shí),與傳送帶速度大小相等,滑塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(g="10" m/s2)求:

(1)釋放滑塊前彈簧具有的彈性勢(shì)能;
(2)滑塊從B到C所用的時(shí)間;
(3) 滑塊從B到C系統(tǒng)因摩擦增加的內(nèi)能。

(1)

解析試題分析:(1)傳送帶的速度:,vmax和vmin
若一直減速:由動(dòng)能定理可得:可求得:
由能量守恒定律可得:.
若先減速到零再反向加速到C點(diǎn)與傳送帶速度大小相等,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得:
,解得:
由能量守恒定律可得:
(2)若一直減速,設(shè)由B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

若先減速到零再反向加速到C點(diǎn),設(shè)由B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
則:
(3)若一直減速到C與帶速度大小相等,相對(duì)位移的大小

系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能  
若先減速到零再反向加速到C點(diǎn), 相對(duì)位移的大小

系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能 
考點(diǎn):運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,動(dòng)能定理,能量守恒定律

練習(xí)冊(cè)系列答案
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人類受小鳥在空中飛翔的啟發(fā)而發(fā)明了飛機(jī),小鳥在空中滑翔時(shí)獲得向上的舉力可表示為F=kSv2,式中S為翅膀的面積,v為小鳥飛行的速度,k為比例系數(shù),一小鳥質(zhì)量為120g,翅膀面積為S1,其水平勻速滑翔的最小速度為12m/s。假定飛機(jī)在跑道上滑行時(shí)獲得向上的舉力與小鳥滑翔時(shí)獲得的舉力有同樣的規(guī)律。現(xiàn)有一架質(zhì)量為3200kg的飛機(jī),其機(jī)翼面積為600S1,若它在跑道上由靜止開始勻加速滑行,加速度a=5m/s2,求此飛機(jī)起飛前在跑道上滑行的距離。

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一輛值勤的警車停在公路邊,當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以10m/s的速度勻速行駛的貨車嚴(yán)重超載時(shí),決定前去追趕,經(jīng)過5.5s后警車發(fā)動(dòng)起來,并以2.5m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),但警車的行駛速度必須控制在90km/h 以內(nèi).問:
(1)警車在追趕貨車的過程中,兩車間的最大距離是多少?
(2)警車發(fā)動(dòng)后要多長(zhǎng)時(shí)間才能追上貨車?

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(9分)一列火車以2 m/s的初速度、0.5 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則:
(1)火車在第3 s末的速度是多少?
(2)在前4 s的平均速度是多少?
(3)在第5 s內(nèi)的位移是多少?

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(8分))一輛汽車以10m/s的速度沿平直公路勻速運(yùn)動(dòng),司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有障礙物立即減速,以 0.2m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng),求減速后一分鐘內(nèi)汽車的位移?

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(17分)在工廠的流水線上安裝有傳送帶,用傳送帶傳送工件,可大大提高工作效率.如題圖所示,傳送帶與水平面夾角為,其上、下兩端點(diǎn)A、B間的距離是3.84m.傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下,以4.0m/s順時(shí)針勻速運(yùn)轉(zhuǎn).現(xiàn)將質(zhì)量為10kg的工件(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放于傳送帶的A點(diǎn),已知工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,則在傳送帶將工件從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)過程中,;求:

(1)物體放上傳送帶時(shí)的加速度大?
(2)當(dāng)物體與傳送帶等速時(shí),傳送帶立即以8m/s2加速度順時(shí)針勻減速運(yùn)轉(zhuǎn),此時(shí)物體的摩擦力大。抗ぜ䦶腁點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的時(shí)間?
(3)若傳送帶因故障被卡住,要使靜止工件以(1)問的加速度從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),則需對(duì)工件提供的最小拉力為多少?

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如圖所示,一質(zhì)量為M=5.0kg的平板車靜止在光滑水平地面上,平板車的上表面距離地面高h(yuǎn)=0.8m,其右側(cè)足夠遠(yuǎn)處有一固定障礙物A.另一質(zhì)量為m=2.0kg可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊,以v0=8m/s的水平初速度從左端滑上平板車,同時(shí)對(duì)平板車施加一水平向右、大小為5N的恒力F.當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到平板車的最右端時(shí),兩者恰好相對(duì)靜止.此時(shí)車去恒力F.此后當(dāng)平板車碰到障礙物A時(shí)立即停止運(yùn)動(dòng),滑塊水平飛離平板車后,恰能無碰撞地沿圓弧切線從B點(diǎn)切入光滑豎直圓弧軌道,并沿軌道下滑.已知滑塊與平板車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,圓弧半徑為R=1.0m,圓弧所對(duì)的圓心角∠BOD=θ=1060,g取10m/s2,sin530=0.8,cos530=0.6,不計(jì)空氣阻力,求:

(1)平板車的長(zhǎng)度;
(2)障礙物A與圓弧左端B的水平距離;
(3)滑塊運(yùn)動(dòng)圓弧軌道最低點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道壓力的大。

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)豎直放置的兩塊足夠長(zhǎng)的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng),其電場(chǎng)強(qiáng)度為E,在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中,用絲線懸掛質(zhì)量為m的帶電小球,絲線跟豎直方向成θ角時(shí)小球恰好平衡,小球與右側(cè)金屬板相距d,如圖所示,求:

(1)小球帶電荷量q是多少?
(2)若剪斷絲線,小球碰到金屬板需多長(zhǎng)時(shí)間?

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如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊,放在光滑的水平平臺(tái)上,平臺(tái)右端B與水平傳送帶相接,傳送帶的運(yùn)行速度為v0,長(zhǎng)為L(zhǎng).今將滑塊緩慢向左壓縮固定在平臺(tái)上的輕彈簧,到達(dá)某處時(shí)突然釋放.當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時(shí),恰好與傳送帶速度相同.滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.

(1)試分析滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況.
(2)若滑塊離開彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度,求釋放滑塊時(shí),彈簧具有的彈性勢(shì)能.
(3)若滑塊離開彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度,求滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量.

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