滑塊、傳送帶模型分析(帶答案)
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1、1.如圖3-3-13所示,在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)的木板,其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊.假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等.現(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力F=kt(k是常數(shù)),木板和木塊加速度 的大小分別為a1和a2.下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是 ( ). 2.如圖3-3-7所示,足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面夾角為θ,以速度v0逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).在傳送帶的上端輕輕放置一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊,小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ<tan θ,則圖中能客觀地反映小木塊的速度隨時(shí)間變化關(guān)系的是 ( ). 3.如圖3-3-8甲所示,繃緊
2、的水平傳送帶始終以恒定速率v1運(yùn)行.初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶.若從小物塊滑上傳送帶開(kāi)始計(jì)時(shí),小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的v-t圖像(以地面為參考系)如圖3-3-21乙所示.已知v2>v1,則 ( ). 圖3-3-8 A.t2時(shí)刻,小物塊離A處的距離達(dá)到最大 B.t2時(shí)刻,小物塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距離達(dá)到最大 C.0~t2時(shí)間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左 D.0~t3時(shí)間內(nèi),小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用 4.表面粗糙的傳送帶靜止時(shí),物塊由頂端A從靜止開(kāi)始滑到皮帶底端B用的時(shí)間是t,則 ( ) A.當(dāng)皮帶
3、向上運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊由A滑到B的時(shí)間一定大于t B.當(dāng)皮帶向上運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊由A滑到B的時(shí)間一定等于t C.當(dāng)皮帶向下運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊由A滑到B的時(shí)間一定等于t D.當(dāng)皮帶向下運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊由A滑到B的時(shí)間一定小于t 5. 如圖是一條足夠長(zhǎng)的淺色水平傳送帶在自左向右勻速運(yùn)行。現(xiàn)將一個(gè)木炭包無(wú)初速地放 在傳送帶的最左端,木炭包在傳送帶上將會(huì)留下一段黑色的徑跡。下列說(shuō)法中正確的是( ) A.黑色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的左側(cè) B.木炭包的質(zhì)量越大,徑跡的長(zhǎng)度越短 C. 傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度越大,徑跡的長(zhǎng)度越短 D.木炭包與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)越大,徑跡的長(zhǎng)度越短 6.、如圖所示,水平傳送
4、帶上A、B兩端點(diǎn)相距x=4 m,傳送帶以v0=2 m/s的速度(始終保持不變)順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn).今將一小煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn))無(wú)初速度地輕放至A點(diǎn)處,已知小煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,g取10 m/s2.由于小煤塊與傳送帶之間有相對(duì)滑動(dòng),會(huì)在傳送帶上留下劃痕.在小煤塊從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中( ) A.所用時(shí)間是 s B.所用時(shí)間是2.25 s C.劃痕長(zhǎng)度是4 m D.劃痕長(zhǎng)度是0.5 m 7.如圖所示,一粗糙的水平傳送帶以恒定的速度v1沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng),傳送帶的左、右兩端皆有一與傳送帶等高的光滑水平面,一物體以恒定的速率v2沿水平面分別從左、右兩端滑上傳送帶,下列說(shuō)法正確的是
5、A. 物體從右端滑到左端所需的時(shí)間一定大于物體從左端滑到右端的時(shí)間 B. 若v2<v1,物體從左端滑上傳送帶必然先做加速運(yùn)動(dòng),再做勻速運(yùn)動(dòng) C. 若v2<v1,物體從右端滑上傳送帶,則物體可能到達(dá)左端 D. 若v2<v1,物體可能從右端滑上傳送帶又回到右端,在此過(guò)程中物體先做減速運(yùn)動(dòng)再做加速運(yùn)動(dòng) 8.如圖所示,傳送帶的水平部分長(zhǎng)為L(zhǎng),運(yùn)動(dòng)速率恒為v,在其左端放上一無(wú)初速的小木塊,若木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則木塊從左到右的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不可能為( ) A. B. C. D. 9.如圖(甲)所示,靜止在光滑水平面上的長(zhǎng)木板B
6、(長(zhǎng)木板足夠長(zhǎng))的左端靜止放著小物塊A.某時(shí)刻,A受到水平向右的外力F作用,F(xiàn)隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖(乙)所示,即F=kt,其中k為已知常數(shù).設(shè)物體A、B之間的滑動(dòng)摩擦力大小等于最大靜摩擦力f,且A、B的質(zhì)量相等,則下列可以定性描述長(zhǎng)木板速度時(shí)間圖象的是( ) 10.如圖甲所示,光滑水平面上,木板m,向左勻速運(yùn)動(dòng).t=0時(shí)刻,木塊從木板的左端向右以與木板相同大小的速度滑上木板,t1時(shí)刻,木塊和木板相對(duì)靜止,共同向左勻速運(yùn)動(dòng).以v1和a1表示木板的速度和加速度,以v2和a2表示木塊的速度和加速度,以向左為正方向,則圖乙中正確的是( ) 11、如圖所示為上、下兩端相距 L=5 m、
7、傾角α=30、始終以v=3 m/s的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶(傳送帶始終繃緊).將一物體放在傳送帶的上端由靜止釋放滑下,經(jīng)過(guò)t=2 s到達(dá)下端,重力加速度g取10 m/s2,求: (1)傳送帶與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)多大? (2)如果將傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),速率至少多大時(shí),物體從傳送帶上端由靜止釋放能最快地到達(dá)下端? 12.地面高為h=1.25m,在水平面上向右做直線運(yùn)動(dòng),A、B是其左右兩個(gè)端點(diǎn).某時(shí)刻小車速度為v0=7.2m/s,在此時(shí)刻對(duì)平板車施加一個(gè)方向水平向左的恒力F=50N,與此同時(shí),將一個(gè)質(zhì)量m=1kg的小球輕放在平板車上的P點(diǎn)(小球可視為質(zhì)點(diǎn),放在P點(diǎn)時(shí)相對(duì)于地面
8、的速度為零),,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,小球脫離平板車落到地面.車與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,其他摩擦均不計(jì).取g=10m/s2.求: (1)小球從離開(kāi)平板車開(kāi)始至落到地面所用的時(shí)間; (2)小球從輕放到平板車開(kāi)始至離開(kāi)平板車所用的時(shí)間; (3)從小球輕放上平板車到落地瞬間,平板車的位移大小. F P A B v0 1、如圖所示,質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板上向右滑行,木塊受到向右的拉力F的作用,長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài),已知木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,則( ) A.長(zhǎng)木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg B.長(zhǎng)木
9、板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g C.當(dāng)F>μ2(m+M)g時(shí),長(zhǎng)木板便會(huì)開(kāi)始運(yùn)動(dòng) D.無(wú)論怎樣改變F的大小,長(zhǎng)木板都不可能運(yùn)動(dòng) 解析:木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小為μ1mg,由牛頓第三定律,長(zhǎng)木板受到m對(duì)它的摩擦力大小也是μ1mg,對(duì)長(zhǎng)木板使用平衡條件得地面對(duì)長(zhǎng)木板的靜摩擦力為μ2mg,A正確.改變F的大小,木塊m受到的滑動(dòng)摩擦力不會(huì)發(fā)生變化,長(zhǎng)木板受力不變,D正確. 答案:AD 圖18 S P Q V 2、如圖18所示,某工廠用水平傳送帶傳送零件,設(shè)兩輪子圓心的距離為S,傳送帶與零件間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,傳送帶的速度恒為V,在P點(diǎn)輕放一質(zhì)量為m的零件,并使被傳送
10、到右邊的Q處。設(shè)零件運(yùn)動(dòng)的后一段與傳送帶之間無(wú)滑動(dòng),則傳送所需時(shí)間為 ,摩擦力對(duì)零件做功為 . 分析與解:剛放在傳送帶上的零件,起初有個(gè)靠滑動(dòng)摩擦力加速的過(guò)程,當(dāng)速度增加到與傳送帶速度相同時(shí),物體與傳送帶間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng),摩擦力大小由f=μmg突變?yōu)榱?,此后以速度V走完余下距離。 由于f=μmg=ma,所以a=μg. 加速時(shí)間 加速位移 通過(guò)余下距離所用時(shí)間 共用時(shí)間 摩擦力對(duì)零件做功 3.如圖7所示,一質(zhì)量為m=2 kg的滑塊從半徑為R=0.2 m的光滑四分之一圓弧軌道的頂端A處由靜止滑下,A點(diǎn)和圓弧對(duì)應(yīng)的圓心O點(diǎn)等高,圓弧
11、的底端B與水平傳送帶平滑相接.已知傳送帶勻速運(yùn)行的速度為v0=4 m/s,B點(diǎn)到傳送帶右端C點(diǎn)的距離為L(zhǎng)=2 m.當(dāng)滑塊滑到傳送帶的右端C時(shí),其速度恰好與傳送帶的速度相同.(g= 10 m/s2),求: (1)滑塊到達(dá)底端B時(shí)對(duì)軌道的壓力;(2)滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ; (3)此過(guò)程中,由于滑塊與傳送帶之間的摩擦而產(chǎn)生的熱量Q. 答案 (1)60 N,方向豎直向下 (2)0.3 (3)4 J 解析 (1)滑塊由A到B的過(guò)程中,由機(jī)械能守恒定律得:mgR=mv ① 物體在B點(diǎn),由牛頓第二定律得:FB-mg=m ②由①②兩式得:FB=60 N 由牛頓第三定律得滑塊到達(dá)底端
12、B時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為60 N,方向豎直向下. (2)解法一:滑塊在從B到C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中, 由牛頓第二定律得:μmg=ma ③由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:v-v=2aL ④ 由①③④三式得:μ=0.3 ⑤ 解法二:滑塊在從A到C整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中, 由動(dòng)能定理得:mgR+μmgL=mv-0 解得:μ=0.3 (3)滑塊在從B到C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:v0=vB+at ⑥ 產(chǎn)生的熱量:Q=μmg(v0t-L) ⑦ 由①③⑤⑥⑦得:Q=4 J. 4.如圖9所示,繃緊的傳送帶與水平面的夾角θ=30,皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下,始終保持v0=2 m/s的速率運(yùn)行,現(xiàn)把一質(zhì)
13、量為m=10 kg的工件(可看做質(zhì)點(diǎn))輕輕放在皮帶的底端,經(jīng)過(guò)時(shí)間t=1.9 s,工件被傳送到h=1.5 m的高處,取g=10 m/s2,求: (1)工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)電動(dòng)機(jī)由于傳送工件多消耗的電能. 解析 (1)由題圖可知,皮帶長(zhǎng)x==3 m.工件速度達(dá)到v0前,做勻加速運(yùn)動(dòng)的位移x1=t1=t1 勻速運(yùn)動(dòng)的位移為x-x1=v0(t-t1) 解得加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=0.8 s 加速運(yùn)動(dòng)的位移x1=0.8 m,所以加速度a==2.5 m/s2 由牛頓第二定律有:μmgcos θ-mgsin θ=ma,解得μ=. (2)根據(jù)能量守恒的觀點(diǎn),顯然電動(dòng)
14、機(jī)多消耗的電能用于增加工件的動(dòng)能、勢(shì)能以及克服傳送帶與工件之間發(fā)生相對(duì)位移時(shí)摩擦力做功產(chǎn)生的熱量. 在時(shí)間t1內(nèi),皮帶運(yùn)動(dòng)的位移x皮=v0t1=1.6 m ,工件相對(duì)皮帶的位移x相=x皮-x1=0.8 m 摩擦產(chǎn)生的熱量Q=μmgcos θx相=60 J,工件獲得的動(dòng)能Ek=mv=20 J 工件增加的勢(shì)能Ep=mgh=150 J,電動(dòng)機(jī)多消耗的電能W=Q+Ek+Ep=230 J. 答案 (1) (2)230 J 5.如圖10所示,質(zhì)量為m的物體在水平傳送帶上由靜止釋放, 傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),始終保持以速度v勻速運(yùn)動(dòng),物體與傳送帶間的 動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物體在滑下傳送帶之
15、前能保持與傳送帶相對(duì)靜止, 圖10 對(duì)于物體從靜止釋放到與傳送帶相對(duì)靜止這一過(guò)程,下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A.電動(dòng)機(jī)多做的功為mv21B.物體在傳送帶上的劃痕長(zhǎng) C.傳送帶克服摩擦力做的功為mv2D.電動(dòng)機(jī)增加的功率為μmgv 答案 D 解析 小物塊與傳送帶相對(duì)靜止之前,物體做勻加速運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知x物=t,傳送帶做勻速運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知x傳=vt,對(duì)物塊根據(jù)動(dòng)能定理μmgx物=mv2,摩擦產(chǎn)生的熱量Q=μmgx相=μmg(x傳-x物),四式聯(lián)立得摩擦產(chǎn)生的熱量Q=mv2,根據(jù)能量守恒定律,電動(dòng)機(jī)多做的功一部分轉(zhuǎn)化為物塊的動(dòng)能,一部分轉(zhuǎn)化為熱量,故電動(dòng)機(jī)多
16、做的功等于mv2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;物體在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)等于x傳-x物=x物=,B項(xiàng)錯(cuò)誤;傳送帶克服摩擦力做的功為μmgx傳=2μmgx物=mv2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電動(dòng)機(jī)增加的功率也就是電動(dòng)機(jī)克服摩擦力做功的功率為μmgv,D項(xiàng)正確. 6.如圖14所示,傾斜的傳送帶始終以恒定速率v2運(yùn)動(dòng).一小物塊以v1的初速度沖上傳送帶,v1>v2.小物塊從A到B的過(guò)程中一直做減速運(yùn)動(dòng),則( ) A.小物塊到達(dá)B端的速度可能等于v2 B.小物塊到達(dá)B端的速度不可能等于零 C.小物塊的機(jī)械能一直在減少D.小物塊所受合力一直在做負(fù)功 答案 AD 解析 小物塊一直做減速運(yùn)動(dòng),到B點(diǎn)時(shí)速度為小于v1的任何值,故A正
17、確,B錯(cuò)誤.當(dāng)小物塊與傳送帶共速后,如果繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng),摩擦力將對(duì)小物塊做正功,機(jī)械能將增加,故C錯(cuò)誤.W合=ΔEk<0,D正確. 7.一個(gè)平板小車置于光滑水平面上,其右端恰好和一個(gè)光滑圓弧軌道AB的底端等高對(duì)接,如圖9所示.已知小車質(zhì)量M=2 kg, 小車足夠長(zhǎng),圓弧軌道半徑R=0.8 m.現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.5 kg的小滑塊,由軌道頂端A點(diǎn)無(wú)初速度釋放,滑塊滑到B端后沖上小車.滑塊與小車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.(取g=10 m/s2)試求: (1)滑塊到達(dá)B端時(shí),對(duì)軌道的壓力大?。?2)小車運(yùn)動(dòng)2 s時(shí),小車右端距軌道B端的距離; (3)滑塊與車面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能. 答案
18、 (1)15 N (2)0.96 m (3)3.2 J 解析 (1)滑塊從A端下滑到B端時(shí)速度大小為v0,由動(dòng)能定理得mgR=mv v0=4 m/s 在B點(diǎn)對(duì)滑塊由牛頓第二定律得 FN-mg=m 解得軌道對(duì)滑塊的支持力FN=3mg=15 N 由牛頓第三定律得,滑塊對(duì)軌道的壓力大小FN′=15 N (2)滑塊滑上小車后,由牛頓第二定律 對(duì)滑塊:-μmg=ma1,得a1=-2 m/s2 對(duì)小車:μmg=Ma2,得a2=0.5 m/s2 設(shè)經(jīng)時(shí)間t后兩者達(dá)到共同速度,則有 v0+a1t=a2t 解得t=1.6 s 由于t=1.6 s<2 s.故1.6 s后小車和滑塊一起勻
19、速運(yùn)動(dòng),速度v=a2t=0.8 m/s 因此,2 s時(shí)小車右端距軌道B端的距離為 x=a2t2+v(2-t)=0.96 m (3)滑塊相對(duì)小車滑動(dòng)的距離為 Δx=t-t=3.2 m 所以產(chǎn)生的內(nèi)能Q=μmgΔx=3.2 J (1)傳送帶對(duì)小物體做的功;(2)電動(dòng)機(jī)做的功。 15.電機(jī)帶動(dòng)水平傳送帶以速度v勻速轉(zhuǎn)動(dòng),一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上,若小木塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,如圖所示,當(dāng)小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí),求: (1)小木塊的位移;(2)傳送帶轉(zhuǎn)過(guò)的路程; (3)小木塊獲得的動(dòng)能;(4)摩擦過(guò)程產(chǎn)生的摩擦熱; (5)電機(jī)帶動(dòng)傳送帶勻速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出的總
20、能量. 解析木塊剛放上,速度為零,必然受到傳送帶的滑動(dòng)摩擦力作用,做勻加速直線運(yùn)動(dòng),達(dá)到與傳送帶相同速度后不再相對(duì)滑動(dòng),整個(gè)過(guò)程中木塊獲得一定的動(dòng)能,系統(tǒng)要產(chǎn)生摩擦熱. 對(duì)小木塊,相對(duì)滑動(dòng)時(shí), 由ma=μmg得加速度a=μg,由v=at得, 達(dá)到相對(duì)靜止所用時(shí)間t=. (1)小木塊的位移s1=at2=. (2)傳送帶始終勻速運(yùn)動(dòng), 路程s2=vt=. (3)小木塊獲得的動(dòng)能 Ek=mv2. 這一問(wèn)也可用動(dòng)能定理解:μmgs1=Ek,故Ek=mv2. (4)產(chǎn)生的摩擦熱Q=μmg(s2-s1)=mv2. 注意,這里湊巧Q=Ek,但不是所有的問(wèn)題都這樣. (5)由能的
21、轉(zhuǎn)化與守恒得,電機(jī)輸出的總能量轉(zhuǎn)化為小木塊的動(dòng)能與摩擦熱,所以E總=Ek+Q=mv2. 答案 (1) (2) (3)mv2 (4)mv2 (5)mv2 總結(jié):利用Q=fs相對(duì)進(jìn)行熱量Q的計(jì)算時(shí),關(guān)鍵是對(duì)相對(duì)路程s相對(duì)的理解.例如:如果兩物體同向運(yùn)動(dòng),s相對(duì)為兩物體對(duì)地位移大小之差;如果兩物體反向運(yùn)動(dòng),s相對(duì)為兩物體對(duì)地位移大小之和;如果一個(gè)物體相對(duì)另一個(gè)物體往復(fù)運(yùn)動(dòng),則s相對(duì)為兩物體相對(duì)滑行路徑的總長(zhǎng)度. 如圖5所示,足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定速率順時(shí)針運(yùn)行.將一個(gè)物體輕輕放在傳送帶底端,第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度,第二階段
22、與傳送帶相對(duì)靜止,勻速運(yùn)動(dòng)到達(dá)傳送帶頂端.下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A.第一階段摩擦力對(duì)物體做正功,第二階段摩擦力對(duì)物體不做功 B.第一階段摩擦力對(duì)物體做的功等于第一階段物體動(dòng)能的增加 C.第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體機(jī)械能的增加量 D.物體從底端到頂端全過(guò)程機(jī)械能的增加量等于全過(guò)程物體與傳送帶間的摩擦生熱 答案 C解析 第一階段摩擦力對(duì)物體做正功,第二階段摩擦力對(duì)物體仍做正功,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;第一階段摩擦力對(duì)物體做的功等于第一階段物體動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的增加量,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體機(jī)械能的增加量,選項(xiàng)C正確;物體從底
23、端到頂端全過(guò)程機(jī)械能的增加量大于全過(guò)程物體與傳送帶間的摩擦生熱,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 例3 如圖6所示,質(zhì)量為m的物體在水平傳送帶上由靜止釋放,傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),始終保持以速度v勻速運(yùn)動(dòng),物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物體在滑下傳送帶之前能保持與傳送帶相對(duì)靜止,對(duì)于物體從靜止釋放到與傳送帶相對(duì)靜止這一過(guò)程,下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A.電動(dòng)機(jī)多做的功為mv2 B.物體在傳送帶上的劃痕長(zhǎng) C.傳送帶克服摩擦力做的功為mv2 D.電動(dòng)機(jī)增加的功率為μmgv 解析 物體與傳送帶相對(duì)靜止之前,物體做勻加速運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知x物=t,傳送帶做勻速運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知x傳=vt,對(duì)
24、物體根據(jù)動(dòng)能定理μmgx物=mv2,摩擦產(chǎn)生的熱量Q=μmgx相對(duì)=μmg(x傳-x物),四式聯(lián)立得摩擦產(chǎn)生的熱量Q=mv2,根據(jù)能量守恒定律,電動(dòng)機(jī)多做的功一部分轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能,一部分轉(zhuǎn)化為熱量,故電動(dòng)機(jī)多做的功等于mv2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;物體在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)等于x傳-x物=x物=,B項(xiàng)錯(cuò)誤;傳送帶克服摩擦力做的功為μmgx傳=2μmgx物=mv2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電動(dòng)機(jī)增加的功率也就是電動(dòng)機(jī)克服摩擦力做功的功率為μmgv,D項(xiàng)正確.答案 D 25.如圖10所示,水平傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),并始終保持以速度v勻速運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將質(zhì)量為m的某物塊由靜止釋放在傳送帶上的左端,過(guò)一會(huì)兒物塊能保持與傳送帶相對(duì)靜止,
25、設(shè)物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,對(duì)于這一過(guò)程,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.摩擦力對(duì)物塊做的功為0.5mv2B.物塊對(duì)傳送帶做功為0.5mv2 C.系統(tǒng)摩擦生熱為0.5mv2D.電動(dòng)機(jī)多做的功為mv2 解析:對(duì)物塊運(yùn)用動(dòng)能定理,摩擦力做的功等于物塊動(dòng)能的增加,即0.5mv2,故A正確;傳送帶的位移是物塊位移的兩倍,所以物塊對(duì)傳送帶做功是摩擦力對(duì)物塊做功的兩倍,物塊對(duì)傳送帶做負(fù)功,即-mv2,故B錯(cuò);電動(dòng)機(jī)多做的功就是克服傳送帶的摩擦力做的功,也為mv2,故D正確;系統(tǒng)摩擦生熱等于摩擦力與相對(duì)位移的乘積,故C正確。 答案:B 例1、一質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板靜止在光滑水平桌面上.一質(zhì)量為
26、m的小滑塊以水平速度v0從長(zhǎng)木板的一端開(kāi)始在木板上滑動(dòng),直到離開(kāi)木板.滑塊剛離開(kāi)木板時(shí)的速度為v0/3.若把該木板固定在水平桌面上,其它條件相同,求滑塊離開(kāi)木板時(shí)的速度v. v0 M m 例2、一塊質(zhì)量為M長(zhǎng)為L(zhǎng)的長(zhǎng)木板,靜止在光滑水平桌面上,一個(gè)質(zhì)量為m的小滑塊以水平速度v0從長(zhǎng)木板的一端開(kāi)始在木板上滑動(dòng),直到離開(kāi)木板,滑塊剛離開(kāi)木板時(shí)的速度為.若把此木板固定在水平桌面上,其他條件相同.求: (1)求滑塊離開(kāi)木板時(shí)的速度v; (2)若已知滑塊和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,求木板的長(zhǎng)度. 例3、如圖所示,光滑的曲面軌道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小車的
27、上表面相平,質(zhì)量為m的小滑塊從光滑軌道上某處由靜止開(kāi)始滑下并滑下平板小車,使得小車在光滑水平面上滑動(dòng).已知小滑塊從光滑軌道上高度為H的位置由靜止開(kāi)始滑下,最終停到板面上的Q點(diǎn).若平板小車的質(zhì)量為3m.用g表示本地的重力加速度大小,求:
(1)小滑塊到達(dá)軌道底端時(shí)的速度大小v0;
(2)小滑塊滑上小車后,平板小車可達(dá)到的最大速度V;
(3)該過(guò)程系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量Q.
例4、如圖所示,一質(zhì)量為M、長(zhǎng)為l的長(zhǎng)方形木板B放在光滑的水平地面上,在其右端放一質(zhì)量為m的小木塊A,m 28、但最后A剛好沒(méi)有滑離木板.以地面為參考系.
(1)若已知A和B的初速度大小為v0,求它們最后的速度的大小和方向;
v0
v0
(2)若初速度的大小未知,求小木塊A向左運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最遠(yuǎn)處(從地面上看)離出發(fā)點(diǎn)的距離.
例5、如圖所示,長(zhǎng)木板ab的b端固定一擋板,木板連同檔板的質(zhì)量為M=4.0kg,a、b間距離s=2.0m.木板位于光滑水平面上.在木板a端有一小物塊,其質(zhì)量m=1.0kg,小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.10,它們都處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)令小物塊以初速v0=4.0m/s沿木板向前滑動(dòng),直到和擋板相碰.碰撞后,小物塊恰好回到a端而不脫離木板.求碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能.
29、例1:【答案】
例2.【答案】(1);(2)
例3:【答案】(1);(2);(3)
例4.【答案】(1),方向向右;(2)
例5.【答案】2.4J
解析:設(shè)木塊和物塊最后共同的速度為v,由動(dòng)量守恒定律得
①
設(shè)全過(guò)程損失的機(jī)械能為E,則
②
用s1表示從物塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到碰撞前瞬間木板的位移,W1表示在這段時(shí)間內(nèi)摩擦力對(duì)木板所做的功.用W2表示同樣時(shí)間內(nèi)摩擦力對(duì)物塊所做的功.用s2表示從碰撞后瞬間到物塊回到a端時(shí)木板的位移,W3表示在這段時(shí)間內(nèi)摩擦力對(duì)木板所做的功.用W4表示同樣時(shí)間內(nèi)摩擦力對(duì)物塊所做的功.用W表示在全過(guò)程中摩擦力做的總功,則
W1= ③
W2= ④
W3= ⑤
W4= ⑥
W=W1+W2+W3+W4 ⑦
用E1表示在碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能,則
E1=E-W ⑧
由①~⑧式解得
⑨
代入數(shù)據(jù)得E1=2.4J ⑩
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