题目内容

【题目】某工厂在竖直平面内安装了如图所示的传送装置,圆心为O的光滑圆弧轨道AB与足够长倾斜传送带BC在B处相切且平滑连接,OA连线水平、OB连线与竖直线的夹角为,圆弧的半径为,在某次调试中传送带以速度顺时针转动,现将质量为的物块P(可视为质点)从A点位置静止释放,经圆弧轨道冲上传送带,当物块P刚好到达B点时,在C点附近某一位置轻轻地释放一个质量为的物块Q在传送带上,经时间后与物块P相遇并发生碰撞,碰撞后粘合在一起成为粘合体A。已知物块P、Q、粘合体S与传送带间的动摩擦因数均为,重力加速度,,。试求:

(1)物块P在B点的速度大小;

(2)传送带BC两端距离的最小值;

(3)粘合体回到圆弧轨道上B点时对轨道的压力。

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)由A到B,对物块P由动能定理有

可得物块P在B点的速度大小

(2)因vB>v,物块P在传送带上减速,受到向下的摩擦力,由牛顿第二定律有

可得物块P的加速度大小a1=10m/s2

减速至v的时间

运动位移

因x1<L,摩擦力反向,又因,物块P继续向上减速,有

可得物块P的加速度大小a1=2m/s2

减速至0的时间

因t2=t-t1,说明物块P刚好减速到零时与物块Q相遇发生碰撞

物块P第二段减速的位移大小

对物体Q:

可得其加速度a3=2m/s2

下滑的位移

BC的最小距离L=x1+x2+x3=3.04m

练习册系列答案
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【题目】甲、乙两位同学在“验证牛顿第二定律”实验中,使用了如图1所示的实验装置.

(1)实验时他们先调整垫木的位置,使小车不挂配重时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动,这样做的目的是 ______ .

(2)此后,甲同学把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂若干配重片.在小车质量一定的情况下,多次改变配重片数量,每改变一次就释放一次小车,利用打点计时器打出记录小车运动情况的多条纸带.图2是其中一条纸带的一部分,O、A、B、C为4个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出.打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上.通过对纸带的测量,可知小车运动过程中的加速度大小为 ______ m/s2(保留2位有效数字).

(3)乙同学在实验时,因配重片数量不足改用5个质量为20g的钩码进行实验.他首先将钩码全部挂上,用打点计时器打出记录小车运动情况的纸带,并计算出小车运动的加速度;之后每次将悬挂的钩码取下一个并固定在小车上,重复多次实验,且每次实验前均调整垫木的位置,使小车不挂配重时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动.根据测得的数据,绘制出小车加速度与悬挂的钩码所受重力的关系图线.关于这一图线下列说法错误的是 ______ .(选填选项前的字母)

A.可由该图线计算出小车和5个钩码质量之和

B.只有当小车质量远大于悬挂钩码的质量时,该图线才是一条直线

C.无论小车质量是否远大于悬挂钩码的质量,该图线都是一条直线.

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