如圖所示,一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為0.5Kg的小物體m從A點(diǎn)以速度VA=5.0m/s滑上傾斜傳送帶頂端,傾斜傳送帶傾角為α=370.已知傳送帶長度為L=2.75m,物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.50,(取sin37°=0.60,cos37°=0.80,g=10m/s2不計(jì)空氣阻力)
(1)若傳送帶靜止不動(dòng),求物體從頂端A到底端B的過程中,由于摩擦而產(chǎn)生的熱量Q;
(2)若傳送帶以V1=2.5m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),求物體到達(dá)底端B時(shí),物體的動(dòng)能EKB
(3)若傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)且速度為V2,物體到達(dá)底端B時(shí)動(dòng)能為EKB,請(qǐng)?jiān)谙旅娴淖鴺?biāo)系中畫出EKB隨V2變化的關(guān)系圖線.要求在坐標(biāo)軸上標(biāo)出圖線關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值,并說明是什么曲線.(不要求寫出計(jì)算過程,只按畫出的圖線評(píng)分)
分析:(1)若傳送帶靜止不動(dòng),物體從頂端A到底端B的過程中,由于摩擦而產(chǎn)生的熱量Q等于物體克服摩擦力所做的功.
(2)若傳送帶以V1=2.5m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),物體的受力情況與傳送帶靜止時(shí)相同,根據(jù)動(dòng)能定理求出物體到達(dá)底端B時(shí),物體的動(dòng)能EKB
(3)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)求出時(shí)間,再求出此過程傳送帶的位移大小,得到相對(duì)位移大小,即可求出
解答:解(1)若傳送帶靜止不動(dòng),物體從頂端A到底端B的過程中,由于摩擦而產(chǎn)生的熱量Q等于物體克服摩擦力所做的功,即有:Q=μmgcos37°L=5.5J.
(2)根據(jù)動(dòng)能定理得
 mgLsin37°-μmgcos37°L=EKB-
1
2
m
V
2
A

解得,EKB=9J.
(3)若傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),
當(dāng)0<V2≤5m/s,由于mgsin37°>μmgcos37°,物體一直勻加速下滑,根據(jù)動(dòng)能定理得
mgLsin37°-μmgcos37°L=EKB-
1
2
m
V
2
A
,得EKB=9J.
當(dāng)V2>5m/s物體一直勻加速運(yùn)動(dòng),到斜面底端時(shí)物體與傳送帶速度相同時(shí),加速度為a=
mgsin37°+μmgcos37°
m
=10m/s2
   由
V
2
2
-
V
2
A
=2aL
得,V2=4
5
m/s.此時(shí)物體的動(dòng)能為EKB=
1
2
m
V
2
2
=20J,傳送帶速度再增大,物體的動(dòng)能不變.故EKB隨V2變化的關(guān)系圖線如圖.
答:
(1)若傳送帶靜止不動(dòng),求物體從頂端A到底端B的過程中,由于摩擦而產(chǎn)生的熱量Q是9J;
(2)若傳送帶以V1=2.5m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),求物體到達(dá)底端B時(shí),物體的動(dòng)能EKB是9J
(3)EKB隨V2變化的關(guān)系圖線如圖.
點(diǎn)評(píng):本題分析物體的運(yùn)動(dòng)過程是關(guān)鍵,根據(jù)動(dòng)能定理和牛頓第二定律結(jié)合進(jìn)行研究.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊,質(zhì)量為m=2kg,從光滑四分之一圓弧軌道頂端由靜止滑下,到達(dá)底端時(shí)恰好進(jìn)入與圓弧軌道底端相切的水平傳送帶,傳送帶由一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)著勻速向左轉(zhuǎn)動(dòng),速度大小為u=3m/s.已知圓弧軌道半徑R=0.8m,皮帶輪的半徑r=0.2m,物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1,兩皮帶輪之間的距離為L=6m,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度多大?
(2)物塊滑到圓弧軌道底端時(shí)對(duì)軌道的作用力;
(3)物塊將從傳送帶的哪一端離開傳送帶?物塊在傳送帶上克服摩擦力所做的功為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的小球以初速度v飛出高為H的桌面,當(dāng)它經(jīng)過距離地面高為h的A點(diǎn)時(shí),所具有的機(jī)械能是(以桌面為零勢(shì)能面,不計(jì)空氣阻力)(  )

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(1)物塊滑到圓弧軌道底端時(shí)對(duì)軌道的作用力;
(2)物塊將從傳送帶的哪一端離開傳送帶?物塊,在傳送帶上克服摩擦力所做的功為多大?物體與皮帶摩擦產(chǎn)生的熱量為多大?

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如圖所示,一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的小球以初速度v飛出高為H的桌面,當(dāng)它經(jīng)過距離地面高為h的A點(diǎn)時(shí)的速度為vA,所具有的機(jī)械能是(以桌面為零勢(shì)能面,不計(jì)空氣阻力)( 。

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