题目内容

如右图所示为某同学设计的节能运输系统.斜面轨道的倾角为37°,木箱与轨道之间的动摩擦因数.设计要求:木箱在轨道顶端时,自动装货装置将质量的货物装入木箱,木箱载着货物沿轨道无初速滑下,当轻弹簧被压缩至最短时,自动装货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,接着再重复上述过程.若g取,sin 37°=0.6 ,cos 37°=0.8.求:

 

(1)离开弹簧后,木箱沿轨道上滑的过程中的加速度大小;

(2)满足设计要求的木箱质量.

 

【答案】

(1)  (2)2 kg

【解析】

试题分析:(1)设木箱质量为m′,对木箱的上滑过程,由牛顿第二定律有:

,代入数据解得:a=.

(2)设木箱沿轨道下滑的最大距离为L,弹簧被压缩至最短时的弹性势能为,根据能量守恒定律:货物和木箱下滑过程中有:

木箱上滑过程中有

联立代入数据解得:.

考点:考查了牛顿第二定律,能量守恒定律的应用

点评:解决本题的关键掌握牛顿第二定律,会用牛顿第二定律求加速度.以及选择合适的研究过程,运用能量守恒.

 

练习册系列答案
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(1)图(a)为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图,现有的器材为:铁架台、电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的重锤.为完成本实验,除了所给的器材,还需要的器材有:
AC
AC
(填入正确选项前的字母)

A.直尺    B.秒表    C.4~6V的交流电源    D.4~6V的直流电源
(2)在实验中,已知电磁打点计时器工作周期T=0.02S,自由下落的重锤质量m=2kg,如图(b)所示为某同学实验后选出的一条理想的纸带,O点是打出的第一个点,A、B、C是在纸带上取出的三个计数点,AB、BC间各有一个点未画出.经测得A、B、C三点到O点的距离分别为:S1=12.9cm,S2=20.6cm,S3=28.9cm,g=10m/s2,完成以下问题:(★本题中涉及到数值计算的,结果均得保留两位有效数字)
①纸带的
端与重锤连接(填左或右).
②打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=
2.0
2.0
m/s.
③从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减少量△EP=
4.1
4.1
J,此过程中物体动能的增量△EK=
4.0
4.0
J.
④在此实验中发现,重锤重力势能的减少量总是大于动能的增量,其主要原因是因为在重锤下落过程存在阻力作用,可以通过该装置测定该阻力的大小.设重锤所受阻力大小F恒定,试用题目中所给物理量的符号表示出重锤所受阻力大小F=
mg-m
s3+s1-2s2
4T2
mg-m
s3+s1-2s2
4T2
.(用m、T、g、S1、S2、S3表示)

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