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如图所示,是利用电力传送带装运麻袋包的示意图.传送带长l=20 m,倾角θ=37...

如图所示,是利用电力传送带装运麻袋包的示意图.传送带长l20 m,倾角θ37°,麻袋包与传送带间的动摩擦因数μ0.8,传送带的主动轮和从动轮半径R相等,传送带不打滑,主动轮顶端与货车底板间的高度差为h1.8 m,传送带匀速运动的速度为v2 m/s.现在传送带底端 (传送带与从动轮相切位置)由静止释放一只麻袋包(可视为质点),其质量为100 kg,如果麻袋包到达主动轮的最高点时,恰好水平抛出并落在车箱底板中心,重力加速度g=10 m/s2sin 37°0.6cos 37°0.8,求:

(1)麻袋包在传送带上运动的时间t

(2)主动轮轴与货车车箱底板中心的水平距离s及主动轮的半径R

(3)该装运系统每传送一只麻袋包需额外消耗的电能.

 

(1)1.2 m 0.4 m (2)12.5 s (3)15 400 J 【解析】试题分析:麻袋包到达主动轮的最高点时,恰好水平抛出,重力恰好提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解平抛的初速度;然后对平抛过程运用分位移公式列式求解;麻袋包在平直传送带上先加速后匀速,根据牛顿第二定律求解加速的加速度,然后运用运动学公式列式求解;该装运系统每传送一只麻袋包需额外消耗的电能转化为重物的机械能和摩擦而产生的内能,根据能量守恒定律求出传送带由于传送煤块多消耗的电能。 (1)对麻袋包,设匀加速运动时间为t1,有μmgcos θ-mgsin θ=ma 速度时间关系为:v=at1 解得: t1=5s 匀加速位移为: 匀速运动时间为t2, 则有:l-s1=vt2 t2=7.5s 联立以上各式解得:t=t1+t2=12.5 s (2)设麻袋包平抛运动时间为t,有 竖直位移为: 水平距离为:s=vt 解得:s=1.2 m 麻袋包在主动轮的最高点时,有 解得:R=0.4 m (3)设麻袋包匀加速运动时间内相对传送带的位移为Δs,需额外消耗的电能为ΔE, 有Δs=vt1-s1 能量关系: 解得:ΔE=15 400 J 点睛:本题综合考查了平抛运动和圆周运动的规律,掌握牛顿第二定律、能量守恒定律以及运动学公式,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。  
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考点分析:
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如图a所示,在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车,正以10m/s的速度向右匀速运动,汽车前方的水平路段BC较粗糙,汽车通过整个ABC路段的v﹣t图象如图b所示(在t=15s处水平虚线与曲线相切),运动过程中汽车发动机的输出功率保持20kW不变,假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小(解题时将汽车看成质点).

(1)求汽车在AB路段上运动时所受的阻力f1

(2)求汽车刚好开过B点时的加速度a.

(3)求BC路段的长度.

 

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滑板运动是一种陆地上的冲浪运动,滑板运动员可在不同的滑坡上滑行,做出各种动作,给人以美的享受.如图是模拟的滑板组合滑行轨道,该轨道由足够长的斜直轨道、凹形圆弧轨道和半径R=1.6m的凸形圆弧轨道组成,这三部分轨道处于同一竖直平面内且依次平滑连接,其中M点为凹形圆弧轨道的最低点,N点为凸形圆弧轨道的最高点,凸形圆弧轨道的圆心O点与M点处在同一水平面上,一质量为m=1kg可看作质点的滑板,从斜直轨道上的P点无初速滑下,经过M点滑向N点,P点距M点所在水平面的高度h=1.8m,不计一切阻力,g10m/s2

(1)滑板滑到M点时的速度多大?

(2)滑板滑到N点时对轨道的压力多大?

(3)改变滑板无初速下滑时距M点所在平面的高度h,用压力传感器测出滑板滑至N点时对轨道的压力大小为零,则PN在竖直方向的距离多大?

 

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如图所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点,沿水平方向以初速度v0抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上,斜坡的倾角α,已知该星球的半径为R,引力常量为G,已知球的体积公式是.求:

(1)该星球表面的重力加速度g

(2)该星球的密度;

(3)该星球的第一宇宙速度.

 

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用如图甲所示的试验装置验证m1、m2组成的系统的机械能守恒,m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.如图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点.每相邻两计数点之间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.已知ml=50g.m2=150g,打点计时器的频率为50Hz(结果均保留两位有效数字)

 

在纸带上打下计数点5时的速度V=2.4 _______m/s.

(2)在打下第0个点到第5点的过程中系统动能的增量△Ek=0.58 ________J; 系统势能减少

     △Ep=0.59 _______J(当地重力加速度g约为9.8m/s2

(3)若某同学作出v2-h图象如图丙所示,则当地的重力加速度g=9.7 ____________m/s2.

 

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如图所示为一个小球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格的边长均 5cm,如果g10m/s2,那么:

 

 

 

①闪光频率是______Hz;

②小球运动中水平分速度的大小是______m/s.

 

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