题目内容

【题目】如图所示,足够长传送带与水平方向的倾角为,物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连,b的质量为m,开始时ab及传送带均静止,a不受传送带摩擦力作用.现让传送带质时针匀速转动,b下降h高度(未与地面相碰)过程中,下列说法正确的是( )

A. 物块a重力势能增加mgh

B. 摩擦力对a做的功小于机械能的增加

C. 摩擦力对a做的功等于物块ab动能增加之和

D. 任意时刻,重力对ab功的瞬时功率大小不相等

【答案】ABC

【解析】开始时,ab及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用,有magsinθ=mbg,则mab下降h,则a上升hsinθ,则a重力势能增量为mag×hsinθ=mgh.故A正确.根据能量守恒得,系统机械能增加,摩擦力对a做的功等于ab机械能的增量.所以摩擦力做功大于a的机械能增加.因为系统重力势能不变,所以摩擦力做功等于系统动能的增加.故BC正确.任意时刻ab的速率相等,对b,克服重力的瞬时功率Pb=mgv,对a有:Pa=magvsinθ=mgv,所以重力对an做功的瞬时功率大小相等.故D错误.故选ABC

练习册系列答案
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【题目】在高能物理研究中,粒子加速器起着重要作用,而早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次,因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制。1930年,Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理论,他设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转,多次反复地通过高频加速电场,直至达到高能量。图12甲为Earnest O. Lawrence设计的回旋加速器的示意图。它由两个铝制D型金属扁盒组成,两个D形盒正中间开有一条狭缝;两个D型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图乙为俯视图,在D型盒上半面中心S处有一正离子源,它发出的正离子,经狭缝电压加速后,进入D型盒中。在磁场力的作用下运动半周,再经狭缝电压加速;为保证粒子每次经过狭缝都被加速,应设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始,最后到达D型盒的边缘,获得最大速度后被束流提取装置提取出。已知正离子的电荷量为q,质量为m,加速时电极间电压大小恒为U,磁场的磁感应强度为BD型盒的半径为R,狭缝之间的距离为d。设正离子从离子源出发时的初速度为零。

(1)试计算上述正离子从离子源出发被第一次加速后进入下半盒中运动的轨道半径;

(2)尽管粒子在狭缝中每次加速的时间很短但也不可忽略。试计算上述正离子在某次加速过程当中从离开离子源到被第n次加速结束时所经历的时间;

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