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如圖所示,質量為m的物體用細繩拴住放在粗糙的水平傳送帶上,物體距傳送帶左端的距離為L。當傳送帶分別以v1、v2的速度逆時針轉動(v1<v2),穩(wěn)定時繩與水平方向的夾角為θ,繩的拉力分別為F1、F2;若剪斷細繩時,物體到達左端的時間分別為t1、t2,則下列說法正確的是　(　　)

A.F1<F2                          B.F1=F2

C.t1一定大于t2                  D.t1可能等于t2

 

 

 

 


【解析】選B、D。繩剪斷前物體的受力情況如圖所示,由平衡條件得FN+Fsinθ=mg,Ff=μFN=Fcosθ,解得:F=,F的大小與傳送帶的速度無關,選項A錯誤,B正確;繩剪斷后物體在速度不同的傳送帶上的加速度相同,若L≤,則兩次都是勻加速到達左端,t1=t2,若L>,則物體在傳送帶上先加速再勻速到達左端,傳送帶速度小時需要的時間更長,t1>t2,選項C錯誤,D正確。


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：


關于速度、加速度、合外力之間的關系，正確的是(　　)

A．物體的速度越大，則加速度越大，所受的合外力也越大

B．物體的速度為零，則加速度為零，所受的合外力也為零

C．物體的速度為零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大

D．物體的速度很大，但加速度可能為零，所受的合外力也可能為零

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科目：高中物理 來源： 題型：


閱讀以下有關加速器的文章完成文中問題（問題以加粗字體標記）。

相關知識背景：

電子伏特，符號為eV，是能量的單位。代表一個電子經過1伏特的電勢差加速后所獲得的動能。在微觀領域，一般使用電子伏特作為能量單位。電子伏特與SI制的能量單位焦耳（J）的換算關系是單位換算：1eV=1.6×10-19J    1MeV=1×106 eV

a粒子即為氦原子核    

科學家在研究原子核的結構時，采用了高速運動的亞原子粒子去轟擊原子核．早在1906年，盧瑟福就利用放射性物質釋放的高速α粒子來轟擊物質．1919年他成功地從氮原子核中打出了質子，使氮原子核變成氧原子核．然而使用天然產生的α粒子作為轟擊物，有很大的局限性．帶正電的α粒子與帶正電的原子核相互排斥，要消耗很大的能量；而天然產生的帶電粒子的能量是有限的．為了得到更高能量的帶電粒子，物理學家們開始嘗試設計一種產生高能量帶電粒子的實驗設備——加速器．我們知道電場可以使帶電粒子加速，增加帶電粒子的能量。

（1）如圖所示，這就是早期的加速器的原理。若設該加速器兩板間電壓為1000V，兩板間距為20厘米，求一初速度可忽略不計的α粒子通過該加速器所獲得的能量？

這種加速器可以通過增加電極間的電壓來提高粒子加速的能量，但這種加速器的發(fā)展受到高壓絕緣的限制。（電壓太大，電介質會被擊穿）。

因此，人們就想利用較低的電壓，采用多級加速使粒子加速到高能量，如圖甲所示。N個長度逐個增大的金屬圓筒和一個靶,它們沿軸線排列成一串,如圖所示(圖中只畫出了六個圓筒,作為示意)。各筒和靶相間地連接到如圖乙所示周期為T、電壓值為U0的高頻方波電源的兩端。整個裝置放在高真空容器中，圓筒的兩底面中心開有小孔。帶電粒子沿軸線射入圓筒,并將在圓筒間及圓筒與靶間的縫隙處受到電場力的作用而加速(設圓筒內部沒有電場)�？p隙的寬度很小，粒子穿過縫隙的時間可以不計。

（2）為使初動能為2U0e、質量為mα的α粒子打到靶時獲得最大能量,各個圓筒的長度應滿足什么條件?

（3）在滿足第（2）問條件的前提下，若用該加速器加速一初動能為2U0e的α粒子，求α粒子進入第k個圓筒前與進入第n個圓筒前的速率之比vk:vn。（k和n均為自然數）

（4）若該加速器的電壓U0=1×105V，T=0.002s用該加速器加速一初動能2×105eV的α粒子，為使粒子獲得40MeV以上的動能，則該加速器的長度至少為多大？（可以用數列形式表示）α粒子質量為mα≈3600MeV/c²（c指光速）

通過剛才的計算我們可以看到，要想達到越來越高的能量，就必須使設備的長度增加到數十甚至數百英里的長度，從而因為經濟效益的原因變的不實用。

1931年，加利福尼亞大學的歐內斯特·O·勞倫斯（Ernest O.Lawrence）提出了一個卓越的思想，通過磁場的作用迫使粒子沿著磁極之間作螺旋線運動，把電極像卷尺那樣卷起來，這樣就可以在有限的場地裝設比原來長許多倍的電極，他把這種設備叫作“回旋加速器”。

回旋加速器主要由圓柱形磁極、D形盒、高頻交變電源、粒子源和引出裝置組成，如圖所示．其中D形盒裝在真空室中，是回旋加速器的核心部件，整個真空室放在磁極之間，磁場方向垂直于D形盒，兩個D形盒之間留一個窄縫，分別與高頻電源的兩極相連．當粒子經過D形盒之間的窄縫，得到高頻電源的加速，在D形盒之間，由于屏蔽作用，盒內只有磁場分布，這樣帶電粒子在D形盒內沿螺線軌道運動，達到預期的速率后，用引出裝置引出。

如圖所示：若D形盒的半徑為R，離子源放出質量為m、帶電量為q的正離子，磁感應強度大小為B，求：

（5）加在D形盒間的高頻電源的頻率。（用字母表示）

（6）從靜電偏轉板（如圖所示）出去的離子所具有的能量。（用字母表示）

（7）若被回旋加速器加速的粒子為初速度可忽略不計的α粒子，若：

α粒子質量為mα≈3600MeV/c²（c指光速）， D形盒中的磁感應強度為1T，為使粒子獲得40MeV以上的動能，則D形盒的半徑R至少為多大？

兩相比較，我們發(fā)現加速到相同的動能，勞倫斯的回旋加速器的占地面積遠小于多級加速器，所以，回旋加速器的出現，使科學家們在實驗室中獲得高能粒子的愿望得以實現。

40年代以后，物理學家用勞倫斯創(chuàng)造的加速器發(fā)現了許多新型核反應，觀察到幾百種前所未聞的同位素．在實施制造原子彈的曼哈頓工程時，勞倫斯用他的加速器分離出僅占鈾的總量0.7% 的鈾235，為發(fā)明原子彈立下了汗馬功勞。

因為發(fā)明回旋加速器，勞倫斯獲1939年諾貝爾物理學獎。

帶電粒子加速器自1930年前后問世以來，主要是朝更高能量的方向發(fā)展，在勞倫斯之后，科學家們設計制造了各種類型的新型加速器，如同步加速器、電子感應加速器，對撞機等。任何一種加速器都經歷了發(fā)生、發(fā)展和加速能力或經濟效益受到限制的三個階段。在第三個階段中，總會出現新技術或新原理突破困難，從而建造出新類型的加速器，使能量進一步提高，或使建造更高能量加速器在經濟上成為可行。

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科目：高中物理 來源： 題型：


某研究性學習小組為測量某電阻Rx的阻值，設計并完成了有關的實驗，以下是實驗中可供選用的器材．

A．待測電阻Rx（阻值約為10Ω）

B．電流表（量程0～0.6A，內阻1.0Ω）      

C．電壓表（量程0～3V，內阻約5kΩ）

D．電壓表（量程0～6V，內阻約15kΩ）     

E．滑線變阻器（最大阻值50Ω）

F．滑線變阻器（最大阻值1kΩ）            

G．直流電源（電動勢6V，內阻可忽略）

H．開關一個，導線若干

實驗中要求Rx兩端電壓從0開始變化，盡可能多的測量幾組數據和小的誤差．

① 請在后面的空格內填上所需實驗實驗儀器            （寫上所需儀器的字母序號即可）

② 請在答卷的虛線框中畫出為完成上述實驗而設計的合理的電路圖．

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如圖所示,水平木板上有質量m=1.0kg的物塊,受到隨時間t變化的水平拉力F作用,用力傳感器測出相應時刻物塊所受摩擦力Ff的大小。取重力加速度g=10m/s2。下列判斷正確的是　(　　)

A.5 s內拉力對物塊做功為零

B.4 s末物塊所受合力大小為4.0 N

C.物塊與木板之間的動摩擦因數為0.4

D.6～9 s內物塊的加速度大小為2.0 m/s2

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一皮帶傳送裝置如圖所示,輕彈簧一端固定,另一端連接一個質量為m的滑塊,已知滑塊與皮帶之間存在摩擦�，F將滑塊輕放在皮帶上,彈簧恰好處于自然長度且軸線水平。若在彈簧從自然長度到第一次達到最長的過程中,滑塊始終未與皮帶達到共速,則在此過程中滑塊的速度和加速度變化情況是　(　　)

A.速度增大,加速度增大

B.速度增大,加速度減小

C.速度先增大后減小,加速度先增大后減小

D.速度先增大后減小,加速度先減小后增大

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如圖所示,水平傳送帶AB長L=10m,向右勻速運動的速度v0=4m/s。一質量為1kg的小物塊(可視為質點)以v1=6m/s的初速度從傳送帶右端B點沖上傳送帶,物塊與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.4,重力加速度g取10m/s2。求:

(1)物塊相對地面向左運動的最大距離;

(2)物塊從B點沖上傳送帶到再次回到B點所用的時間。

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在地面附近的空間中有水平方向的勻強電場和勻強磁場,已知磁場的方向垂直紙面向里,一個帶電油滴沿著一條與豎直方向成α角的直線MN運動,如圖所示。由此可判斷下列說法正確的是(　　)

A.如果油滴帶正電,則油滴從M點運動到N點

B.如果油滴帶正電,則油滴從N點運動到M點

C.如果電場方向水平向右,則油滴從N點運動到M點

D.如果電場方向水平向左,則油滴從N點運動到M點

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下列判斷正確的是　(　　)

A.處于基態(tài)的氫原子的能量為-13.6 eV,可用102 eV的光子照射激發(fā)

B.愛因斯坦提出的質能方程E=mc2中的E是發(fā)生核反應中釋放的核能

C.在光電效應中,如將單色光的光強減弱,則光電子的最大初動能會減少

DPu可由鈾U經過2次β衰變而產生

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