题目内容

【题目】一物块在光滑水平面上处于静止状态,某时刻起受到方向水平向右、大小为3N的拉力F1和水平向左的拉力F2作用,F26N逐渐减小到零。该过程中,拉力F1的瞬时功率P随时间t变化的关系图象可能是下面四幅图中的(  )

A.

B.

C.

D.

【答案】C

【解析】

由题知道合外力的变化,由牛顿第二定律分析加速度的变化,结合速度时间图象的斜率等于加速度,分析速度的形状。

依题,F26N逐渐减小到零,则物体所受合外力先从方向向左,大小为3N逐渐减小到0,然后反向从零逐渐增大到3N,由牛顿第二定律可知:物体的加速度先逐渐减小到零,然后再从零反向逐渐增大,结合运动的方向与加速度的关系可知,物体先做加速度减小的加速运动,然后做加速度增大的减速运动。根据速度图象的斜率等于加速度可知,速度图象的斜率先减小后增大;根据瞬时功率的表达式:P=Fv,由于拉力F1保持不变,可知拉力F1的瞬时功率先增大后减小;其变化的规律与速度变化的规律是相同的,所以瞬时功率-时间图象的斜率先减小后增大,故C正确,ABD错误。故选C。

练习册系列答案
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【题目】如图所示,水平传送带上AB两端点间距L4m,半径R1m的光滑半圆形轨道固于竖直平面内,下端与传送带B相切。传送带以v04m/s的速度沿图示方向匀速运动,质量mlkg的小滑块由静止放到传送带的A端,经一段时间运动到B端,滑块与传送带间的动摩擦因数μ0.5,取g10m/s2

(1)求滑块到达B端的速度;

(2)求滑块由A运动到B的过程中,滑块与传送带间摩擦产生的热量;

(3)仅改变传送带的速度,其他条件不变,计算说明滑块能否通过圆轨道最高点C

【答案】(1)vB=4m/s (2)Q8J (3)不能通过最高点

【解析】试题分析:滑块开始时在传送带上先向右做加速运动,若传送带足够长,设当滑块速度vv0时已运动距离为x,根据动能定理有:μmgx0

解得:x1.6mL, 所以滑块将以速度vv04m/s做匀速运动至B

设滑块与传送带发生相对运动的时间为t,则:v0μgt

皮带通过的位移为:x′v0t

滑块与传送带之间相对滑动的距离为:Δxx′x

滑块与传送带之间产生的热量为:QμmgΔx

联立以上各式解得:Q8J

设滑块通过最高点C的最小速度为vC,经过C点时,根据向心力公式和牛顿第二定律有:mg

在滑块从B运动到C的过程中,根据动能定理有:-2mgR

解得要使滑块能通过圆轨道最高点C时经过B的速度最小为:vBm/s

若仅改变传送带的速度,其他条件不变,使得滑块一直做匀加速直线运动至B的速度为最大速度,设为vm,根据动能定理有:μmgL0

解得:vmm/svBm/s,所以仅改变传送带的速度,滑块不能通过圆轨道最高点

考点:本题主要考查了匀变速直线运动规律、牛顿第二定律、动能定理、功能关系的应用问题,属于中档题。

型】解答
束】
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【题目】如图所示,在xOy平面内,y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E;在0<x<L区域内,x轴上、下方有相反方向的匀强电场,电场强度大小均为2E;在x>L的区域内有垂直于xOy平面的匀强磁场,磁感应强度大小不变、方向做周期性变化.一电荷量为q、质量为m的带正电粒子(粒子重力不计),由坐标为(-L, )的A点静止释放.

(1)求粒子第一次通过y轴时速度的大小;

(2)求粒子第一次射入磁场时的位置坐标及速度;

(3)现控制磁场方向的变化周期和释放粒子的时刻,实现粒子能沿一定轨道做往复运动,求磁场的磁感应强度B的大小取值范围.

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