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(14分)下图为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B两端相距3m,另一台倾斜,传送带与地面的倾角θ=37°,C、D两端相距4.45m,B、C相距很近.水平部分AB以5m/s的速率顺时针转动.将质量为10kg的一袋大米无初速度的放在A端,到达B端后,速度大小不变地传到倾斜的CD部分,米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5 .试求:(g取10m/s,计算中可能会用到6ec8aac122bd4f6e=2.23,6ec8aac122bd4f6e=2.68)

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(1)若CD部分传送带不运转,求米袋沿传送带所能上升的最大距离;

(2)若要米袋能被送到D端,求CD部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C 端到D 端所用时间的取值范围.

 

(1)   (2)   【解析】(1)米袋在AB上加速时的加速度  …………………..(1分) 米袋的速度达到v0=5m/s时,滑行的距离, 因此米袋在到达B点之前就有了与传送带相同的速度  …………………………………(1分) 设米袋在CD上运动的加速度大小为a,由牛顿第二定律得:(1分) 代入数据得a=10m/s2                                       ………………………………………..(1分) 所以能滑上的最大距离              ………………………………………..(1分) (2)设CD部分运转速度为v1时米袋恰能到达D点(即米袋到达D点时速度恰好为零),则米袋速度减为v1之前的加速度为a1=-g(sinθ+μcosθ)=-10m/s2……………………(1分) 米袋速度小于v1至减为零前的加速度为a2=-g(sinθ-μcosθ)=-2m/s…………………..(1分) 由                           ………………………………………..(1分) 解得v1=4m/s,即要把米袋送到D点,CD部分的速度vCD≥v1=4m/s………………..(2分) 米袋恰能运到D点所用时间最长为:……………………………………(1分) 若CD部分传送带的速度较大,使米袋沿CD上滑时所受摩擦力一直沿皮带向上,则所用时间最短,此种情况米袋加速度一直为a2。由得,tmax=1.16s(1分) 所以,所求的时间t的范围为         ………………………………………..(2分) (说明:若计算中选用,则结果为1.162 s ,同样给分) 先由由牛顿定律求得加速度,再由运动公式可以求得球3位移大小再由运动学公式求解
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(10分) 一列长100m的列车以v0=72km/h的正常速度运行,当通过1000m长的某大桥时,列车必须以v1=36km/h的速度运行.列车在减速过程中的加速度大小为0.2m/s2,加速过程中的加速度大小为0.5m/s2,列车加速和减速过程均可视为匀变速运动,求列车因为过桥而延误的时间是多少?

 

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(10分) 21世纪,对战场信息的掌控程度主导着战争的成败,集侦察、情报传输和火力打击于一身的无人机已成为信息化战场的“新宠”.在第八届珠海航展上,中国最先进的无人机隆重登场,首次展现了中国的无人作战体系.某无人机竖直向上飞行时,最大速度为v1;竖直向下飞行时,最大速度为v2.已知无人机的最大牵引力的大小恒定,无人机所受到的空气阻力大小与飞行的速率成正比,方向与飞行方向相反.求无人机水平飞行的最大速度.

 

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(10分) 如图所示,M、N为固定在光滑水平地面上的两块光滑竖直挡板,两板间叠放着A、B两个等长的光滑圆柱体. 已知圆柱体A的底面半径为2m, 圆柱体B的底面半径为3m,M、N两板间的距离为8m. 圆柱体A对M挡板的压力为12N, 圆柱体A的质量为1kg. 求:(1)圆柱体A对圆柱体B的支持力的方向与水平方向的夹角为多少度?(2)圆柱体A对地面的压力为多少?(g取10m/s2

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(10分)某同学分别做“探究加速度与力、质量关系”的实验.如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在水平轨道上的B点,用不同重物通过细线拉同一小车,每次小车都从同一位置A由静止释放.

 

6ec8aac122bd4f6e(1)若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图乙所示,则d =       cm;实验时将小车从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间∆t,则小车经过光电门时的速度为            (用字母表示);

(2)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等,则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为                       

(3)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间∆t,并算出相应小车经过光电门时的速度v,通过描点作出线性图象,研究小车加速度与力的关系.处理数据时应作出                   (选填“v—m”或“v2—m”)图象;

(4)该同学在③中作出的线性图象不通过坐标原点,开始实验前他应采取的做法是       

A.将不带滑轮的木板一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动

B.将不带滑轮的木板一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动

C.将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动

D.将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动

 

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(6分)某学生骑着自行车(可视为质点)从倾角为θ=37°的斜坡AB上滑下,然后在水平地面BC上滑行一段距离后停下,整个过程中该学生始终未蹬脚踏板,如图甲所示.自行车后架上固定一个装有墨水的容器,该容器距地面很近,每隔相等时间T滴下一滴墨水.该学生用最小刻度为cm的卷尺测得某次滑行数据如图乙所示.假定人与车这一整体在斜坡上和水平地面上运动时所受的阻力大小相等.己知人和自行车总质量m=80kg,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.则T=__________s,人与车在斜坡AB上运动时加速度大小a1=__________m/s2,在水平地面6ec8aac122bd4f6e上运动时加速度大小a2=__________m/s2.(结果均保留一位有效数字)

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