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如图所示,一块长为L、质量m的扁平均匀规则木板通过装有传送带的光滑斜面输送.斜面...

如图所示,一块长为L、质量m的扁平均匀规则木板通过装有传送带的光滑斜面输送.斜面与传送带靠在一起连成一直线,与水平方向夹角θ,传送带以较大的恒定速率转动,传送方向向上,木板与传送带之间动摩擦因数为常数.已知木板放在斜面或者传送带上任意位置时,支持力均匀作用在木板底部.将木板静止放在传送带和光滑斜面之间某一位置,位于传送带部位的长度设为x,当x=L/4时,木板能保持静止.
(1)将木板静止放在x=L/2的位置,则木板释放瞬间加速度多大?
(2)设传送带与木板间产生的滑动摩擦力为f,试在0≤x≤L范围内,画出f-x图象.(本小题仅根据图象给分)
(3)木板从x=L/2的位置静止释放,始终在滑动摩擦力的作用下,移动到x=L的位置时,木板的速度多大?
(4)在(3)的过程中,木块的机械能增加量设为△E,传送带消耗的电能设为W,不计电路中产生的电热,比较△E和W的大小关系,用文字说明理由.

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(1)当x=时,木板能保持静止.木块受静摩擦力与重力沿斜面方向的分力平衡,木板静止放在x=的位置,静摩擦力大小与放在传送带上的长度成正比,则摩擦力加倍,根据牛顿第二定律求出木板释放瞬间的加速度. (2)在0≤x≤L范围内,摩擦力与放在传送带上的长度成正比,当当x=时,f=mgsinθ,当x=L时,则摩擦力为f=4mgsinθ. (3)摩擦力f与位移x图线与x轴所围成的面积表示摩擦力所做的功,求出木板从x=L/2的位置静止释放,移动到x=L的位置过程中摩擦力所做的功,根据动能定理求出木板的速度. (4)在(3)的过程中,传送带消耗的电能一部分转化为木块的机械能,还有一部分转化为相对滑动产生的内能. 【解析】 (1)x=时,f1=mgsinθ     x=时,摩擦力加倍,f2=2mgsinθ 由牛顿运动定律得 (2)在0≤x≤L范围内,摩擦力与放在传送带上的长度成正比,当当x=时,f=mgsinθ,当x=L时,则摩擦力为 f=4mgsinθ.如图. (3)利用(2)中图象,可知摩擦力做功: 由动能定理 得v= (注:由于摩擦力与位移成线性关系,所以使用“平均摩擦力“位移”的计算方式也对.) (4)△E小于W,因为传送带与木板之间有滑动摩擦,电能有一部分转为了内能.
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考点分析:
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(1)小球进入半圆轨道C点时的速度.
(2)弹簧在压缩至A点时所储存的弹性势能.
(3)小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力.

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(1)细管刚进入磁场时,粒子运动的加速度大小、方向;
(2)维持细管始终平行于Y轴向右匀速运动的过程中,水平外力所做的功;
(3)粒子第一次到达运动轨迹最高点的位置坐标.

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表(b)实际测量的电压、电流值
次数1234567
U/v0.200.601.001.401.802.202.70
I/mA80155195227255279310
通过表(b)中记录的数据进行分析,请完成下列实验要求:
①根据表(b)中的实验数据,在给出的方格纸内画出U-I图,并从图线上分析得到该灯的额定电压为______
②从表(b)中的实验数据可以分析,该同学实验时所选择的最合理的电路应为下列四个电路图中的图______;所用的电流表为______
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A.甲图中外力做功多
B.两图中外力做功相同
C.乙图中外力做功多
D.无法判断
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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