题目内容
1.(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.
分析 (1)滑块在传送带上运动需要判定是否有匀速阶段;
(2)摩擦生热等于滑动摩擦力乘以相对位移;
(3)若全程匀加速,可计算出滑块在B点时的速度,与刚好能到达C点时B的初速度作比较,若为大于关系,即可行.
解答 解:(1)滑块在传送带上先向右做加速运动,设当速度v=v0已经运动的距离为x,根据动能定理有
$μmgx=\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}-0$
得x=2.5m<L,所以滑块到达B端时的速度为5m/s;
(2)设滑块与传送带发生相对运动的时间为t,则v0=μgt
滑块与传送带之间产生的热量Q=μmg(v0t-x)
解得Q=12.5J
(3)设滑块通过最高点C的最小速度为vc;
经过C点,根据向心力公式mg=$\frac{m{v}_{C}^{2}}{R}$;
由B至C过程,由动能定理-mg2R=$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$;
解得经过B的速度${v}_{B}=\sqrt{35}m/s$;
由A至B过程,若滑块一直加速,根据动能定理有
$μmgL=\frac{1}{2}m{v}_{t}^{2}$;
解得${v}_{t}=\sqrt{40}m/s$;
由于vt>vB,所以仅改变传送带的速度,滑块能通过圆形轨道的最高点.
答:(1)滑块到达B端时的速度为5m/s;
(2)滑块与传送带间摩擦产生的热量为12.5J;
(3)仅改变传送带的速度,其他条件不变,滑块能通过圆轨道最高点C.
点评 本题考查模型为传送与外轨道,关键在于传送上物体运动过程的确定,以及圆形轨道刚好通过最高点时速度的计算,还需要注意动能定理使用时与运动过程的对应.
| A. | $\frac{9}{8}F$ | B. | F | C. | $\frac{F}{8}$ | D. | $\frac{2}{3}F$ |
| A. | 前5s内运动员的加速度5m/s | B. | 10~25s内运动员的位移200m | ||
| C. | 25~30s内运动员向反方向运动 | D. | 25~30s内运动员加速度大小4m/s |
| A. | 相互吸引 | B. | 相互排斥 | ||
| C. | 加速度大小相等 | D. | 电流大的加速度大 |
| A. | 通过R2的电流减小 | B. | 电源的路端电压减小 | ||
| C. | 通过R1的电流方向向左 | D. | 电源的总功率减小 |
| A. | 轨道半径之比为$\root{3}{2}$:2 | |
| B. | 线速度之比为2:1 | |
| C. | 质最相同的上述气象卫星和地球同步卫星相比,气象卫星的机械能大 | |
| D. | 质量相同的上述气象卫星和地球同步卫星的动能之比为$\root{3}{4}$:1 |