【題目】如圖所示，傳送帶A、B間距離L＝5 m且在同一水平面內(nèi)，兩個輪子半徑均為r＝0.2 m，半徑R＝0.4 m的固定豎直光滑圓軌道與傳送帶相切于B點(diǎn)，C點(diǎn)是圓軌道的最高點(diǎn)．當(dāng)傳送帶靜止不動時，質(zhì)量m＝1 kg的小煤塊在A點(diǎn)以初速度v0＝2 m/s開始運(yùn)動，剛好能運(yùn)動到C點(diǎn)．重力加速度g＝10 m/s2.求：

(1)當(dāng)傳送帶的輪子以ω＝10 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動時，將小煤塊無初速地放到傳送帶上的A點(diǎn)，求小煤塊從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中在傳送帶上劃過痕跡的長度?

(2)當(dāng)傳送帶的輪子勻速轉(zhuǎn)動的角速度在什么范圍內(nèi)時，將小煤塊無初速地放到傳送帶上的A點(diǎn)，小煤塊運(yùn)動到C點(diǎn)時對圓軌道的壓力最大，最大壓力FC是多大?

【答案】（1）0.5 m；（2）；50N

【解析】

試題分析：（1）當(dāng)傳送帶靜止不動時，小煤塊剛好能運(yùn)動到C點(diǎn)，則在C點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得：

①

小煤塊從A→C過程中，由動能定理得：－μmgL－2mgR＝mv－mv ②

聯(lián)立①②得μ＝0.4

當(dāng)傳送帶的輪子以ω＝10 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動時，傳送帶的線速度v＝ωr＝2 m/s

由 <L，得小煤塊在傳送帶上加速的時間

小煤塊與傳送帶的相對位移為l＝vt－t＝0.5 m，即劃過痕跡的長度為0.5 m

（2）當(dāng)小煤塊在傳送帶上一直加速時，小煤塊到達(dá)B點(diǎn)的速度最大，在C點(diǎn)對圓軌道的壓力最大．設(shè)小煤塊到達(dá)B點(diǎn)的最大速度為vB，則：μmgL＝mv解得vB＝ m/s

傳送帶的線速度v≥ m/s，即傳送帶的角速度ω≥ rad/s時，小煤塊在C點(diǎn)對圓軌道的壓力最大,小煤塊從B→C，由機(jī)械能守恒定律得：2mgR＝mv－mv ③

小煤塊此時在C點(diǎn)，由牛頓第二定律得： ④

聯(lián)立③④得Fmax＝50 N

根據(jù)牛頓第三定律得，對圓軌道最大壓力FC＝Fmax＝50 N

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某科學(xué)理論顛覆了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念，提出了“時空的相對性”“四維時空”“彎曲空間”等全新的概念。該理論是

A. 經(jīng)典力學(xué)

B. 地心說

C. 日心說

D. 相對論

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了驗(yàn)證碰撞中的動量守恒和檢驗(yàn)兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞(碰撞過程中沒有機(jī)械能損失)，某同學(xué)選取了兩個體積相同、質(zhì)量不等的小球，按下述步驟做了如下實(shí)驗(yàn)：

①用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為m1和m2，且m1>m2．

②按照如圖所示的那樣，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置．將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端點(diǎn)的切線水平．將一斜面BC連接在斜槽末端．

③先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點(diǎn)位置．

④將小球m2放在斜槽前端邊緣處，讓小球m1從斜槽頂端A處滾下，使它們發(fā)生碰撞，記下小球m1和小球m2在斜面上的落點(diǎn)位置．

⑤用毫米刻度尺量出各個落點(diǎn)位置到斜槽末端點(diǎn)B的距離．圖中D、E、F點(diǎn)是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個落點(diǎn)位置，到B點(diǎn)的距離分別為LD、LE、LF．

根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：

(1)小球m1與m2發(fā)生碰撞后，m1的落點(diǎn)是圖中的_______點(diǎn)，m2的落點(diǎn)是圖中的_____點(diǎn)．

(2)用測得的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式_________________說明碰撞中動量是守恒的．

(3)用測得的物理量來表示，只要再滿足關(guān)系式_____________說明此碰撞過程是彈性碰撞．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，內(nèi)壁粗糙、半徑R=0.4 m的四分之一圓弧軌道AB在最低點(diǎn)B與光滑水平軌道BC相切．另一質(zhì)量m2=0.2 kg的小球b左端連接一輕質(zhì)彈簧，靜止在光滑水平軌道上，質(zhì)量m1=0.2 kg的小球a自圓弧軌道頂端由靜止釋放，運(yùn)動到圓弧軌道最低點(diǎn)B時對軌道的壓力為小球a重力的2倍．忽略空氣阻力，重力加速度g= 10 m／s2．求：

(1)小球a由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中，摩擦力做的功Wf;

(2)小球a通過彈簧與小球b相互作用的過程中，彈簧的最大彈性勢能Ep；

(3)小球a通過彈簧與小球b相互作用的整個過程中，彈簧對小球b的沖量I．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】實(shí)驗(yàn)觀察到，靜止在勻強(qiáng)磁場中A點(diǎn)的原子核發(fā)生β衰變，衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)動方向和軌跡示意如圖．則（　　）

A. 軌跡2是電子的，磁場方向垂直紙面向外

B. 軌跡1是新核的，磁場方向垂直紙面向里

C. 軌跡2是新核的，磁場方向垂直紙面向外

D. 軌跡1是電子的，磁場方向垂直紙面向里

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖虛線框內(nèi)為高溫超導(dǎo)限流器，它由超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)組成。超導(dǎo)部件有一個超導(dǎo)臨界電流IC，當(dāng)通過限流器的電流I>IC時，將造成超導(dǎo)體失超，從超導(dǎo)態(tài)(電阻為零，即R1=0)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)(一個純電阻，且R1 =3Ω )，以此來限制電力系統(tǒng)的故障電流。已知超導(dǎo)臨界電流IC=1.2 A，限流電阻R2 =6Ω，小燈泡L上標(biāo)有“6 V 6 W”的字樣，電源電動勢E=8 V，內(nèi)阻r=2Ω。原來電路正常工作，超導(dǎo)部件處于超導(dǎo)態(tài)，燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)L突然發(fā)生短路，則

A．燈泡L短路前通過R2的電流為A

B．燈泡L短路后超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為正常態(tài)，通過燈泡電流為零

C．燈泡L短路后通過R1的電流為4 A

D．燈泡L短路后通過R2的電流為A

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，物體沿曲線軌跡的箭頭方向運(yùn)動，AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲線軌跡運(yùn)動所用的時間分別是1s、2s、3s、4s．下列說法不正確的是（ ）

A．物體在AB段的平均速度大小為1 m/s

B．物體在ABC段的平均速度大小為 m/s

C．物體在B點(diǎn)的速度等于AC段的平均速度

D．AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物體處于A點(diǎn)時的瞬時速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】法拉第磁生電這一劃時代的偉大發(fā)現(xiàn)，推動了電磁技術(shù)的發(fā)展，引領(lǐng)人類進(jìn)入了電氣時代。如今，生產(chǎn)和生活中大量電器設(shè)備都應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理。下列電器設(shè)備中，沒有應(yīng)用電磁感應(yīng)的是

A. 蓄電池組 B. 發(fā)電機(jī) C. 錄音機(jī) D. 變壓器

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場，虛線間的距離為l，磁場方向垂直于紙面向里，abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為l。 t＝0時刻，bc邊與磁場區(qū)域邊界重合(如圖)．現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域．取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線可能是圖乙中的(　 　)

A.

B.

C.

D.

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