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(20分)传送带以稳定的速度v=6m/s顺时针转动,传送带与水平面的夹角θ=37...

(20分)传送带以稳定的速度v=6m/s顺时针转动,传送带与水平面的夹角θ=37°,现在将一质量m=2kg的物体(可以看作质点)轻放在其底端,传送带顶端平台上的人通过轻绳以恒定的拉力F=20N拉物体,经过一段时间物体被拉到斜面顶端,如图所示,已知传送带底端与顶端的竖直高度H=6m,物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.25,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.

(g取10m/s2,sin 37°=0.6,cos37°=0.8)

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(1)从底端开始经多长时间物体与传送速度相同?

(2)若达到共速后保持拉力不变,物体还需多长时间到达斜面顶端?

(3)若物体与传送带达到速度相等的瞬间,突然撤去拉力,物体还需要多长时间离开传送带?(结果可用根式表示)

 

(1)1s     (2)1s     (3) 1.5+s 【解析】 试题分析:【解析】 (5分)(1) 物体在达到与传送带速度v=6m/s相等前,有:   F+μmgcos37°-mgsin37°=ma1  (2分) 解得a1=6m/s2 由v=a1t1,t1=1s   (2分) 位移s1==3m  (1分) (2)(6分)达到共速后,有:F-μmgcos37°-mgsin37°=ma2  ( 2分) 解得a2=2m/s2,物体匀加速上滑 位移s2=10-3=7m  (1分) 则s2=  (2分) 解得t2=1s   (1分) (3)(9分)在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F, 由于μmgcos37°=4N,mgsin37°=12N, 故mgsin37°>μmgcos37°,则此后物体做匀减速运动,加速度大小为a3 mgsin37°-μmgcos37°=ma3        a3= 4 m/s2            (2分) 设再过t3时间物体的速度减为零,则t3=1.5s  (1分) 此过程物体通过的位移为x3= =4.5m   (2分) 由于传送带总长为10m,x1+x3<10m,说明此后物体速度减速为零后沿传送带以a3加速下滑. (1分) 设下滑的时间为t4.则有  代入数据解得t4= s   (2分) 故撤去拉力,物体还需要时间t’=t3+t4=1.5+s   (1分) 考点:匀变速直线运动规律  牛顿第二定律
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考点分析:
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(16分)如图所示,一轻弹簧的下端固定在倾角θ=37°的斜面上,上端连一不计质量的挡板.一质量m=2 kg的物体从斜面上的A点以初速度v0满分5 manfen5.comm/s下滑。A点距弹簧上端B的距离AB=4 m,当物体到达B后将弹簧压缩到C点,最大压缩量BC=0.2 m,然后物体又被弹簧弹上去,弹到的最高位置为D点,D点距A点AD=3 m。g取10 m/s2,求:  

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(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;

(2)弹簧的最大弹性势能Epm

 

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(14分)光滑水平桌面上有一轻弹簧,用质量m=0.4 kg的小物块将弹簧缓慢压缩,释放后物块从A点水平抛出, 恰好由P点沿切线进入光滑圆弧轨道MNP,已知其圆弧轨道为半径R=0.8 m的圆环剪去了左上角135°的圆弧,P点到桌面的竖直距离也是R,MN为竖直直径,g=10 m/s2,不计空气阻力。求:

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(1)物块离开弹簧时的速度大小;

(2)物块在N点对圆弧轨道的压力.(结果可用根式表示)

 

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(18分,每空3分)下图是某兴趣小组同学设计的实验装置,

(1)若木板水平放置,物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在木板上(尚未到达滑轮处), 该小组同学利用匀减速直线运动规律测木板动摩擦因数。从纸带上便于测量的点开始,相邻计数点间的距离如图下所示,相邻计数点间还有4个记录点未画出。打点计时器电源的频率为50 Hz。

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①通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点____________之间某时刻开始减速。

②计数点5对应的速度大小为________m/s,计数点8对应的速度大小为________m/s。(保留三位有效数字)

③物块减速运动过程中加速度的大小为a=____m/s2,若用满分5 manfen5.com来计算物块与木板间的动摩擦因数(g取10 m/s2),则计算结果μ=________ (保留三位有效数字) 。

(2)若该小组同学想利用此装置,探究重物落地前,物块在重物牵引下运动的加速度与力、质量的关系,则下列做法正确的是____________(填字母代号)

A.调节滑轮的高度,使牵引物块的细绳与长木板保持平行

B.在调节木板倾斜度平衡物块受到的滑动摩擦力时,要将重物拴在木块上

C.实验时,先放开物块再接通打点计时器的电源

D.通过增减物块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度

 

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倾角为θ=37°的斜面与水平面保持静止,斜面上有一重为G的物体A,物体A与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。现给A施以一水平力F,如图所示,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(sin37°=0.6,cos37°=0.8),如果物体A能在斜面上静止,水平推力F与G的比值不可能是(  )

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A.3          B.2             C.1              D.0.5

 

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一质量为m的物体静止在水平地面上,在水平拉力F的作用下开始运动,在0~6 s内其速度与时间关系图象和拉力的功率与时间关系图象如图所示,取g=10 m/s2,下列判断正确的是(  )

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A.拉力F的大小为4 N,且保持不变

B.物体的质量m为2 kg

C.0~6 s内物体克服摩擦力做功24 J

D.0~6 s内拉力做的功为156 J

 

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