【題目】如圖,傾角為θ=37°的傳送帶AB長為l=16m,以v0=10m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動,可視為質(zhì)點的滑塊從傳送帶頂端A點由靜止釋放,滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.5,sin37°=0.6cos37°=0.8,g=10m/s2,求:

1)滑塊從A點運動至傳送帶底端B點所用的時間;

2)若在傳送帶底端用一小段圓弧(長度不計)平滑連接一個水平軌道,滑塊與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.2,軌道右端連接一個半徑R=2m的豎直光滑圓軌道,為使滑塊在圓環(huán)內(nèi)側(cè)運動時不脫離軌道,水平軌道應(yīng)該多長?

【答案】(1) 2s; (2)水平軌道的長度應(yīng)滿足:lCE≤11m26m≤lCE≤36m

【解析】

(1)在滑塊速度達到傳送帶速度v0前,其受力分析如圖。

在垂直于傳送帶平面方向物體處于靜止?fàn)顟B(tài),則有:

物體受到的摩擦力大小為:

設(shè)物體運動到D點時速度等于v0,則:

AD,由牛頓第二定律得:

所以,有:=10m/s2

AD所用時間為:=1s

AD發(fā)生的位移:=5m

同理,從DB過程中,

所以,有:=2m/s2

DB間的距離x2=l-x1=11m

設(shè)再用時間t2滑塊運動至傳送帶底端,則有:

解得: t2=1s

所以,滑塊從A點運動至傳送帶底端B點所用的時間為:t=t1+t2=2s

(2)(1)可知,滑塊運動至B點時的速度為v,有:=12m/s

①若滑塊能滑到圓軌道最高點F,則在最高點由牛頓第二定律得:

, 其中 FNF≥0

有:m/s

B至圓軌道最高點,由動能定理有:

解得:lCE≤11m

②若滑塊能到達的最高點在與圓心等高的位置以下,則滑塊也不脫軌。

則由動能定理得: ,式中h'為滑塊在圓環(huán)內(nèi)上升的高度

因為: 0≤hR=2m ,

解得: 26m≤lCE≤36m

綜合①②可知,要使滑塊不脫離圓環(huán),水平軌道的長度應(yīng)滿足:

lCE≤11m 26m≤lCE≤36m

練習(xí)冊系列答案
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【題目】2018128日我國發(fā)射嫦娥四號登月探測器,并在201913日首次造訪月球背面,實現(xiàn)對地對月中繼通信。衛(wèi)星靠近月球時被月球引力捕獲,經(jīng)過橢圓軌道Ⅰ和Ⅱ的調(diào)整,最終進入近月圓軌道Ⅲ,并開展對月球的探測,P為三個軌道的相交點,下列說法正確的是(

A. 軌道Ⅱ上經(jīng)過P點的動能與軌道Ⅲ上經(jīng)過P點的動能相等

B. 衛(wèi)星在軌道Ⅰ上機械能最大

C. 沿軌道Ⅱ運行時,在P點的加速度小于在Q點的加速度

D. 在軌道Ⅱ上由Q點運行到P點的過程中,萬有引力對其做正功,它的動能增加,引力勢能減小,機械能不變

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C. 輕繩上拉力一定變小D. 輕繩上拉力一定不變

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A. v1>v2>v3

B. v1=v2>v3

C. v1=v2<v3

D. v1=v2=v3

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【題目】在“驗證機械能守恒定律”的實驗中

1)現(xiàn)有器材是①打點計時器、②交流電源、③直流電源、④紙帶、⑤帶夾子的重物、⑥刻度尺、⑦天平、⑧鐵架臺,其中該實驗不需要的器材是____________(填器材前的序號);

2)某同學(xué)在實驗中打出一條紙帶,紙帶上的點是連續(xù)打出的點,經(jīng)過分析他認(rèn)為可以利用自由落體運動的規(guī)律來研究,從而使問題簡化。已知電源頻率為50 Hz,則他打出的紙帶應(yīng)該是下圖中的紙帶(填甲、乙)_________,選擇該條紙帶,并利用01進行驗證,則其重力勢能的減少量為_____________,動能的增加量為________________(質(zhì)量用m表示,g=9.8m/s2,計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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1)小球初速度的表達式為v0=________。(用題給物理量符號表示)

2)小球初速度的測量值為________m/s。(保留兩位有效數(shù)字)

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A. 只增大T1的原線圈匝數(shù)n1,可增大R消耗的功率

B. ,則電壓表V1V2的示數(shù)相等

C. 當(dāng)用戶總電阻減小時,R消耗的功率增大

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