题目内容
【题目】如图所示为某车间传送装置的简化示意图,由水平传送带、粗糙斜面、轻质弹簧及力传感器组成。传送带通过一段光滑圆弧与斜面顶端相切,且保持v0=4m/s的恒定速率运行,AB之间距离为L=8m,斜面倾角θ=37°,弹簧劲度系数k=200N/m,弹性势能Ep,式中x为弹簧的形变量,弹簧处于自然状态时上端到斜面顶端的距离为d=3.2m。现将一质量为4kg的工件轻放在传送带A端,工件与传送带、斜面间的动摩擦因数均为0.5,不计其它阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。求:
⑴工件传到B端经历的时间;
⑵传感器的示数最大值;
⑶工件经多次缓冲后停在斜面上,传感器的示数为20N,工件在斜面上通过的总路程。(结果保留三位有效数字)
【答案】⑴2.4s ⑵160N ⑶6.89m
【解析】(1)设工件轻放后向右的加速度为a,达共速时位移为,时间为,有:
接着工件向右匀速运动,设时间为,
工件传到B端经历的时间
(2)设传感器示数最大时弹簧的压缩量为
由动能定理得:
代入数据得
(3)设传感器示数为20N时弹簧的压缩量为Δx2,工件在斜面上通过的总路程为s
由能量守恒得:
代入数据得s=6.89m
【题目】某实验小组利用弹簧秤和刻度尺测量滑块在木板上运动的最大速度;
实验步骤:
①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;
②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图甲所示。在A端向右拉动木板,待弹簧秤示数稳定后,将读数记作F;
③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②;
实验数据如下表所示:
G/N | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 | 4.00 |
F/N | 0.59 | 0.83 | 0.99 | 1.22 | 1.37 | 1.61 |
④如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左端C处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h;
⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间的距离S。
完成下列作图和填空:
(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出图线;
(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数 (保留2位有效数字);
(3)滑块最大速度的大小 (用h、s、和重力加速度g表示);
(4)实验过程中是否需匀速拉动木板? (填“是”或“否”)。