题目内容

4.如图所示,传送皮带不动时,物块由皮带顶端A从静止开始滑下到皮带底端B用的时间是t,则(  )
A.当皮带向上运动时,物块由A滑到B的时间一定大于t
B.当皮带向上运动时,物块由A滑到B的时间一定等于t
C.当皮带向下运动时,物块由A滑到B的时间一定等于t
D.当皮带向下运动时,物块由A滑到B的时间有可能大于t

分析 物块向下滑动时受到重力、支持力与摩擦力作用,根据传送带的运动方向判断出摩擦力的方向,然后应用牛顿第二定律求出加速度大小,根据加速度大小关系判断物块的运动时间关系,然后得出结论.

解答 解:A、传送带不动物块下滑时,物体受摩擦力向上,由牛顿第二定律可知,加速度:a=$\frac{mgsinθ-μmgcosθ}{m}$=gsinθ-μgcosθ,当传送带向上运动时,摩擦力方向向上,摩擦力的大小不变,物块的加速度a不变,位移不变,物块的运动时间不变,仍为t,故A错误,B正确;
C、当皮带向下运动时,开始物块受的摩擦力方向是向下的,加速度:a′=$\frac{mgsinθ+μmgcosθ}{m}$=gsinθ+μgcosθ,加速度大于a,物块向下做加速运动,当物块的速度等于传送带速度之后,物块受到的摩擦力向上,加速度:a=$\frac{mgsinθ-μmgcosθ}{m}$=gsinθ-μgcosθ,整个过程的位移与传送带静止时的位移相同,物块的运动时间变小,小于t,故CD错误.
故选:B.

点评 本题考查了比较物块的运动时间问题,判断出物块所受摩擦力的方向是解题的关键,应用牛顿第二定律求出物块的加速度,然后根据加速度大小应用匀变速直线运动的规律可以得出结论.

练习册系列答案
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14.用如图甲所示装置来探究功和动能变化的关系,木板上固定两个完全相同的遮光条A、B,用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连,木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上,轨道放在水平桌面上,P为小桶(内有沙子),滑轮质量、摩擦不计,重力加速度g.

(1)实验中轨道应倾斜一定角度,这样做目的是CD.
A.为了使释放木板后,木板能匀加速下滑
B.为了增大木板下滑的加速度
C.可使得细线拉力做的功等于合力对木板做的功
D.可使得木板在未施加拉力时能匀速下滑
(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度,如图乙所示,则遮光条的宽度d=0.170cm.
(3)实验主要步骤如下:
①测量木板、遮光条的总质量M,测量两遮光条的距离L;按甲图正确连接器材.
②将木板左端与轨道左端对齐,静止释放木板,木板在细线拉动下运动,记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间为t1、t2.则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量△Ek=$\frac{1}{2}M[{(\frac{d}{{t}_{2}})}^{2}-{(\frac{d}{{t}_{1}})}^{2}]$,合外力对木板做功W=FL.(用字母M、t1、t2、d、L、F表示).
③在小桶中增加沙子,重复②的操作.
④比较W、△Ek的大小,得出实验结论.
(4)若在本实验中轨道水平放置,其它条件和实验步骤不变,假设木板与轨道之间的动摩擦因数为μ.测得多组F、t1、t2的数据,并得到F与 $\frac{1}{{t}_{2}^{2}}$-$\frac{1}{{t}_{2}^{1}}$的关系图象如图丙.已知图象在纵轴上的截距为b,直线的斜率为k,求解μ=$\frac{b{d}^{2}}{2gLk}$(用字母b、d、L、k、g表示).
14.图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.
(1)试验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板和滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是B
A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动.
(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是C
A.M=20g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D.M=400g,m=20g 40g、60g、80g、100g、120g
(3)图乙是试验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻 的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为ABs=4.22 cm、BCs=4.65 cm、CDs=5.08 cm、DEs=5.49 cm、EFs=5.91 cm、FGs=6.34 cm.已知打点计时器的工作效率为50 Hz,则小车的加速度a=0.43   m/s2 (结果保留2位有效数字).

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