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(16分)如图所示为仓储公司常采用的“自动化”货物装卸装置,两个相互垂直的斜面固...

(16分)如图所示为仓储公司常采用的“自动化”货物装卸装置,两个相互垂直的斜面固定在地面上,货箱A(含货物)和配重B通过与斜面平行的轻绳跨过光滑滑轮相连.A装载货物后从h=8.0 m高处由静止释放,运动到底端时,A和B同时被锁定,卸货后解除锁定,A在B的牵引下被拉回原高度处,再次被锁定.已知θ=530,B的质量M为1.0×103 kg,A.B与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5,滑动摩擦力与最大静摩擦力相等, g取10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.

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(1)为使A由静止释放后能沿斜面下滑,其质量m需要满足什么条件?

(2)若A的质量m=4.0×103 kg,求它到达底端时的速度v;

(3)为了保证能被安全锁定,A到达底端的速率不能大于12 m/s.请通过计算判断:

当A的质量m不断增加时,该装置能否被安全锁定.

 

(1)m >2.0×103 kg (2)v (3)能 【解析】 试题分析:(1)设左斜面倾角为θ,左斜面倾角为β,货箱由静止释放后能沿斜面下滑,则 F合>0 1分 mgsinθ Mgsinβ μmgcosθ μMgcosβ >0 2分 m >2.0×103 kg 1分 (2)对系统应用动能定理: 由动能定理:W合=△Ek 2分 mgh Mg(hsinβ/sinθ) ( μmg cosθ+μMgcosβ)(h/sinθ) =(1/2)(M+m) v2 3分 v 1分 另【解析】 本小题也可用牛顿第二定律求【解析】 由F合=ma 1分 mgsinθ Mgsinβ μmgcosθ μMgcosβ=(M+m)a 2分 a=2m/s2 1分 由运动学方程 v2=2aL 1分 L=h/sinθ v 1分 (3)当A的质量m与B的质量M 之间关系满足m>>M时,货箱下滑的加速度最大, 到达斜面底端的速度也最大,此时有mgsinθ μmgcosθ=mam 2分 am=5m/s2 1分 v2=2amL 1分 货箱到达斜面底端的最大速度v=10m/s<12m/s 1分 所以,当A的质量m不断增加时,该运输装置均能被安全锁定 1分 考点:本题考查动能定理、牛顿第二定律  
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(15分)如图是某学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”的示意图.他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动,铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流表相连.摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场(可视为匀强磁场)垂直.摇动时,铜芯线所围成半圆周的面积S=2m2转动角速度ω=满分5 manfen5.comrad/s,用电表测得电路中电流     I=40μA,电路总电阻R=10Ω,取满分5 manfen5.com

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(1)求该处地磁场的磁感应强度B;

(2)从铜芯线所在平面与该处地磁场平行开始计时,求其转过四分之一周的过程中,通过电流表的电量q;

(3)求铜芯线转动一周的过程中,电路产生的焦耳热Q.

 

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如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q均可视为质点,质量均为m,Q与轻质弹簧相连并处于静止状态,P以初速度v向Q运动 并与弹簧发生作用.求整个过程中弹簧的最大弹性势能.

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电子俘获是指原子核俘获一个核外轨道电子,使核内一个质子转变为一个中子.一种理论认为地热是镍58(满分5 manfen5.com)在地球内部的高温高压环境下发生电子俘获核反应生成钴57(Co)时产生的.则镍58电子俘获的核反应方程为      ;若该核反应中释放出的能量与一个频率为ν的光子能量相等,已知真空中光速和普朗克常量分别是c和h,则该核反应中质量亏损△m为     

 

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在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应现象.对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是     

A.单位时间内逸出的光电子数

B.反向截止电压

C.饱和光电流

D.光电子的最大初动能

 

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如图所示,一艘赛艇停在平静的水面上,赛艇前部上端有一标记P,在其正前方A处有一浮标.潜水员从P前方S=4m处开始下潜,当下潜至深度为H=2满分5 manfen5.comm的B处时,才能看到赛艇尾端后方水面上的景物,且看到P刚好被浮标挡住.测得PA.BA与竖直方向的夹角分别为53°和37°.忽略赛艇吃水深度,求赛艇的长度L.sin53°=0.8,cos53°=0.6.

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