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一足够长的水平传送带以恒定的速度运动,现将质量为M=2.0kg 的小物块抛上传送...

一足够长的水平传送带以恒定的速度运动,现将质量为M=2.0kg 的小物块抛上传送带,如图a所示.地面观察者记录了小物块抛上传送带后0~6s内的速度随时间变化的关系,如图b所示(取向右运动的方向为正方向),g 取10m/s2
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(1)指出传送带速度的大小和方向;
(2)计算物块与传送带间的动摩擦因数μ
(3)计算0-6s内传送带对小物块做的功.
(4)计算0-6s内由于物块与传送带摩擦产生的热量.
物块滑上传送带后先做匀减速直线运动,然后反向做匀加速直线运动,当速度达到传送带速度做匀速直线运动,可知传送带的速度大小和方向.根据牛顿第二定律,结合小物块的加速度求出物块与传送带间的动摩擦因数.根据动能定理求出传送带对小物块做的功.求出物块与传送带的相对位移,通过功能关系Q=fs求出摩擦产生的热量,s为相对路程. 【解析】 (1)由图可知速度大小为2m/s,方向向左. (2)由速度图象可得,物块在滑动摩擦力作用下做匀变速运动的加速度为a,有a=. 由牛顿第二定律得,滑动摩擦力-f=Ma 其中f=μFN=μMg. 得到物块与传送带间的动摩擦因数. (3)传送带对小物块做的功,即为传送带对小物块的作用力对小物块做的功,由于重力和支持力不做功,故等于合外力对小物块做的功,根据动能定理有: 解得W=-12J. (4)以传送带为参考系,物块以相对于传送带的速度v′=v2′+V=4+2=6m/s. 冲上传送带到相对静止的过程中,物块相对传送带通过位移. 产生的热量Q=fs′=4×9=36J. 答:(1)传送带速度的大小为2m/s,方向向左. (2)物块与传送带间的动摩擦因数μ为0.2. (3)0-6s内传送带对小物块做的功-12J. (4)0-6s内由于物块与传送带摩擦产生的热量为36J.
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考点分析:
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(2)请在图(b)所示虚线框内的坐标系中作出定性图象(要求标明两个坐标轴所代表的物理量,用符号表示).
(3)若该线性图象的纵轴截距为b,斜率为k,则电阻R的表达式为R=   
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(2)根据关系曲线可确定:弹簧伸长与所受拉力成______关系.这根弹簧的劲度系数为______N/m,原长为______cm.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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