分析 (1)对滑块从A运动到C的过程,运用动能定理列式,可求得动摩擦因数μ1.
(2)滑块恰能到达D点时,由重力提供向心力,由牛顿第二定律求出D点的速度.再由动能定理求滑块开始滑下时的高度.
(3)由动能定理求出滑块返回到斜面上上升的最大高度.滑块在传送带上滑动时,由运动学公式求出相对位移,再得到热量.
解答 解:(1)A到C的过程,由动能定理有:
mg(2R-R)-μ1mgcos45°•$\frac{2R}{sin45°}$=0
可得 μ1=0.5
(2)若滑块恰能到达D点,在D点,由牛顿第二定律有:
mg=m$\frac{{v}_{D}^{2}}{R}$,vD=$\sqrt{gR}$=2m/s
从高度为H的最高点到D点的过程,由动能定理得:
mg(H-2R)-μ1mgcos45°•$\frac{H}{sin45°}$=$\frac{1}{2}m{v}_{D}^{2}$-0
解得 H=2m
(3)由于v1>vD,滑块P返回到D点时的速度大小仍为vD.
设滑块P从D点返回后在斜面上上升的最大高度为h,由动能定理得:
mg(2R-h)-μ1mgcos45°•$\frac{h}{sin45°}$=0-$\frac{1}{2}m{v}_{D}^{2}$
解得 h=$\frac{2}{3}$m
当滑块P在传送带上向右运动时,加速度大小为 a=$\frac{μmg}{m}$=μg
滑块向右运动的位移为 s1=$\frac{{v}_{D}^{2}}{2μg}$=1m,传送带的位移为 s2=v1t=v1•$\frac{{v}_{D}}{μg}$=3m
两者相对位移为△s1=s1+s2=4m
当滑块P在传送带上向左运动时,两者相对位移为△s2=s2-s1=2m
产生的热量为 Q=μmg(△s1+△s2)=12J
答:
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数μ1是0.5.
(2)若使滑块恰能到达D点,滑块从离地2m高处由静止开始下滑.
(3)在第(2)问前提下若滑块滑到D点后水平滑上传送带,滑块返回后最终在斜面上能上升$\frac{2}{3}$m高,此情况下滑块在传送带上产生的热量Q为12J.
点评 本题考查了动能定理及牛顿第二定律,在研究传送带问题时,要注意传送带与滑块速度间的关系,从而确定出滑块的运动情况; 注意热量一般由摩擦力乘以相对位移求出.
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
拉力F/N | 5.0 | 10.0 | 15.0 | 20.0 | 25.0 |
伸长量x/cm | 1.60 | 3.20 | 4.80 | 6.40 | 8.00 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 出发时,物体A在前,物体B在后 | |
B. | 在0到t2时刻的这一过程中,物体A和物体B的平均速度相等 | |
C. | 相遇前,在t1时刻,A、B两物体相距最远 | |
D. | t2时刻之前,A在后,B在前 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 若将小球从LM轨道上a由静止释放,小球一定不能沿轨道运动到K点 | |
B. | 若将小球从LM轨道上b点由静止释放,小球一定不能沿轨道运动到K点 | |
C. | 若将小球从LM轨道上a、b点之间任一位置由静止释放,小球一定能沿轨道运动到K点 | |
D. | 若将小球从LM轨道上a点以上任一位置由静止释放,小球沿轨道运动到K点后做斜上抛运动,小球做斜上抛运动时距离地面的最大高度一定小于由静止释放时的高度 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
速度(m/s) | 思考距离/m | 制动距离/m | ||
正常x1 | 酒后x2 | 正常x3 | 酒后x4 | |
15 | 7.5 | 15.0 | 22.5 | 30.0 |
20 | 10.0 | 20.0 | 36.7 | 46.7 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 物块A由P点出发第一次到达C点过程中,速度不断增大 | |
B. | 在物块A由P点出发第一次到达C点过程中,物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量 | |
C. | 物块A的速度始终大于物块B的速度 | |
D. | 物块A经过C点时的速度大小为$\sqrt{2gh}$ |
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