题目内容
11.(1)物体从底端传送至顶端所需的时间;
(2)全过程中物体与传送带间摩擦生热是多大?
(3)由于传输该物体,电动机需要多做的功为多少?
分析 (1)对物品进行受力分析,求出合外力,再根据牛顿第二定律求加速度,注意需要根据物品与传送带间速度大小判定滑动摩擦力的方向.
(2)求出物体与传送带相对运动过程中两个物体的位移,得到两者相对位移,根据摩擦力做功公式求解,
(3)由能量守恒求出电动机由于传送工件多消耗的电能.
解答 解:(1)对工件,受力如图,据牛顿第二定律得:μmgcosθ-mgsinθ=ma
代入数据得:a=1m/s2
工件速度由0达到v0所用的时间为:t1=$\frac{{v}_{0}}{a}$=1s,![]()
在这段时间内的位移为:s=$\frac{1}{2}$at12=0.5m<2.5m,速度相等后,
由于摩擦力为:fmax=μmgcosθ=7N>mgsinθ=6N,故物体受力平衡,继续做匀速运动,
匀速运动的时间:L-s=v0t2,解得:${t}_{2}=\frac{L-s}{{v}_{0}}=\frac{2.5-0.5}{1}=2s$
故运动总时间:t=t1+t2=1+2=3s,
(2)由(1)可知,整个运动过程中,只有匀加速中两者有相对位移,且相对位移为:△x=x皮-s=v0t-s=1×1-0.5=0.5m
根据摩擦力做功和摩擦生热的关系得:Q=f△x=$μmgcosθ△x=\frac{7}{8}×1×10×0.8×0.5=3.5J$.
(3)根据能量守恒定律得,电动机多做功等于物体动能和势能的增加,以及过程中摩擦生热,
故:W=$\frac{1}{2}m{v}^{2}+mgLsinθ+Q=\frac{1}{2}×1×{1}^{2}+1×10×$2.5×0.6+3.5=19J.
答:(1)物体从底端传送至顶端所需的时间为3s;
(2)全过程中物体与传送带间摩擦生热是3.5J;
(3)由于传输该物体,电动机需要多做的功为19J.
点评 本题一方面要分析工件的运动情况,由牛顿第二定律和运动学公式结合求解相对位移,即可求出摩擦产生的热量,另一方面要分析能量如何转化,由能量守恒定律求解电动机多消耗的电能.
| A. | A的角速度一定比B的角速度小 | |
| B. | A的线速度一定比B的线速度小 | |
| C. | A的加速度一定比B的加速度小 | |
| D. | A所受细线的拉力一定比B所受的细线的拉力大 |
| A. | W甲>W乙,P甲=P乙 | B. | W甲=W乙,P甲<P乙 | C. | W甲<W乙,P甲>P乙 | D. | W甲=W乙,P甲=P乙 |
| A. | T′<T | B. | T′>T | ||
| C. | T′=T | D. | 条件不足,无法确定 |
| A. | 牛顿是在开普勒揭示的行星运动规律的基础上,发现了万有引力定律,因此万有引力定律仅适用于天体之间 | |
| B. | 卡文迪许首先用实验比较准确地测定了引力常量G的数值 | |
| C. | 由公式F=G$\frac{{m}_{1}{m}_{2}}{{r}^{2}}$可知,当两物体间的距离r趋于零时,万有引力趋于无穷大 | |
| D. | 万有引力定律对质量大的物体适用,对质量小的物体不适用 |
| A. | 折射率必须大于$\sqrt{2}$ | B. | 折射率必须小于$\sqrt{2}$ | ||
| C. | 折射率一定大于1 | D. | 无论折射率是多大都不可能 |