题目内容
【题目】如图所示,光滑水平台面MN上放两个相同小物块A,B,右端N处与水平传送带理想连接,传送带水平部分长度L=17m,沿逆时针方向以恒定速度v0=4m/s匀速转动。物块A,B(大小不计,视作质点)与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.2,物块A,B质量均为m=1kg。开始时A,B静止,A,B间压缩一轻质短弹簧。现解除锁定,弹簧弹开A,B,弹开后B滑上传送带,A掉落到地面上的Q点,已知水平台面高h=0.8m,Q点与水平台面间右端间的距离S=3.2m,g取10m/s2。
![]()
(1)求物块A脱离弹簧时速度的大小,及弹簧储存的弹性势能;
(2)求物块B在水平传送带上运动的时间;
(3)求B与传送带间摩擦产生的热量。
【答案】(1)8m/s,64J(2)9s(3)72J
【解析】
A离开平台后做平抛运动,应用平抛运动规律求出A离开平台时的速度,解锁过程A、B系统动量守恒,应用动量守恒定律与能量守恒定律可以去除速度与弹性势能;应用牛顿第二定律求出加速度,然后应用运动学公式求出运动时间;应用运动学公式求出相对位移,应用公式求出摩擦力产生的热量。
(1)A作平抛运动,竖直方向:
,水平方向:
代入数据联立解得:
解锁过程系统动量守恒,规定A的速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:
,
代入数据解得:
,
由能量守恒定律得:
,
代入数据解得:
;
(2)B作匀变速运动,由牛顿第二定律有
,
解得
;
B向右匀减速至速度为零,由
,
解得:
,所以B最终回到水平台面。
设B向右匀减速的时间为
:
,解得:
;
设B向左加速至与传送带共速的时间为![]()
由
,解得:
;
共速后做匀速运动的时间为
,有:
;
代入数据解得总时间:
;
(3)B向右减速运动时,相对于传送带的位移:
;
B向左加速运动,相对于传送带的位移:
;
B与传送带间摩擦产生的热量:
,
代入数据解得:Q=72J;
【题目】要测绘额定电压为2 V的日常用小电珠的伏安特性曲线,所供选择的器材除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:
A.电源E(电动势3.0 V,内阻可不计)
B.电压表V1(量程为0~3.0 V,内阻约2 kΩ)
C.电压表V2(0~15.0 V,内阻约6 kΩ)
D.电流表A1(0~0.6 A,内阻约1 Ω)
E.电流表A2(0~100 mA,内阻约2 Ω)
F.滑动变阻器R1(最大值10 Ω)
G.滑动变阻器R2(最大值2 kΩ)
(1)为减少实验误差,实验中电压表应选择_______,电流表应选择_____,滑动变阻器应选择_______(填各器材的序号)
(2)为提高实验精度,请你设计实验电路图,并画在下面的虚线框中__________.
![]()
![]()
(3)实验中测得一组数据如下表所示,根据表格中的数据在方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线_______________。
I/A | 0 | 0.12 | 0.21 | 0.29 | 0.34 | 0.38 | 0.42 | 0.45 | 0.47 | 0.49 | 0.50 |
U/V | 0 | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.80 | 2.00 |
(4)该小电珠的额定功率是_________。