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如图1所示为车站使用的水平传送带的模型,它的水平传送带AB的长度为L=8m,传送...

如图1所示为车站使用的水平传送带的模型,它的水平传送带AB的长度为L=8m,传送带的皮带轮的半径均为R=0.2m,传送带的上部距地面的高度为h=0.45m,现有一个旅行包(可视为质点)以初速度v0=10m/s水平地滑上水平传送带A端.已知旅行包与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.6,皮带轮与皮带之间始终不打滑,g取10m/s2.讨论下列问题:

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(1)若传送带静止,旅行包滑到B点时,人若没有及时取下,旅行包将从B端滑落,则包的落地点距B端的水平距离为多少?

(2)设皮带轮顺时针匀速运动,若皮带轮的角速度ω1=40rad/s,旅行包落地点距B端的水平距离又为多少?

 

(1)包的落地点距B端的水平距离为0.6m; (2)旅行包落地点距B端的水平距离为2.4m. 【解析】【解析】 (1)从A到B过程中,旅行包做匀减速运动,根据牛顿第二定律,有: ma=μmg 解得:a=6 m/s2 旅行包到达B端的速度为: v=m/s=2 m/s 包的落地点距B端的水平距离为: s=vt=v=2×m=0.6 m (2)当ω1=40 rad/s,皮带速度为:v1=ω1R=8 m/s, 当旅行包的速度也为v1=8 m/s时,在传送带上运动了位移: s1==m=3 m<8 m 以后旅行包做匀速直线运动,所以旅行包到达B点的速度也为:v1=8 m/s, 包的落地点距B端的水平距离为: s2=v1t=v1=8×2×m=2.4 m 答:(1)包的落地点距B端的水平距离为0.6m; (2)旅行包落地点距B端的水平距离为2.4m. 【考点】平抛运动;牛顿第二定律. 【专题】平抛运动专题. 【分析】(1)根据牛顿第二定律求出旅行包做匀减速直线运动的加速度大小,根据速度位移公式求出旅行包到达B端的速度,离开B点做平抛运动,根据高度求出平抛运动的时间,从而求出水平位移. (2)若皮带轮的角速度ω1=40rad/s,根据v=Rω求出皮带线速度的大小,得知旅行包滑上传送带做匀减速直线运动,当速度达到传送带速度做匀速直线运动.从而根据平抛运动知识求出旅行包落地点距B端的水平距离. 【点评】解决本题的关键通过传送带的速度,根据旅行包的受力判断出运动规律,根据牛顿第二定律和运动学公式进行求解.  
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水上滑梯可简化成如图所示的模型,斜槽AB和水平槽BC平滑连接,斜槽AB的竖直高度H=6.0m,倾角θ=37°.水平槽BC长d=2.0m,BC面与水面的距离h=0.80m,人与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.10.取重力加速度g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6.一小朋友从滑梯顶端A点无初速地自由滑下,求:

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(1)小朋友沿斜槽AB下滑时加速度的大小a;

(2)小朋友滑到C点时速度的大小υ;

(3)在从C点滑出至落到水面的过程中,小朋友在水平方向位移的大小x.

 

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“神六升空,双雄巡天”,真正实现了中国人参与外层空间科学实验的梦想.已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g.

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(1)汽车受到的阻力Ff

(2)汽车在3s末的瞬时功率.

 

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为了验证机械能守恒定律,某同学使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器M通过G1、G2光电门时,光束被滑行器M上的挡光片遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录,滑行器连同挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,两光电门中心间的距离为x,牵引砝码的质量为m,细绳不可伸长且其质量可以忽略,重力加速度为g.该同学想在水平的气垫导轨上,只利用以上仪器,在滑行器通过G1、G2光电门的过程中验证机械能守恒定律,请回答下列问题:

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(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺母,使气垫导轨水平.请在以下空白处填写实验要求.

在不增加其他测量器材的情况下,调水平的步骤是:取下牵引砝码m,接通气垫导轨装置的电源,调节导轨下面的螺母,若滑行器M放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止,或者轻推滑行器M,M分别通过光电门G1、G2的时间      ,则导轨水平;

(2)当气垫导轨调水平后,在接下来的实验操作中,以下操作合理的是     

A.挡光片的宽度D应尽可能选较小的

B.选用的牵引砝码的质量m应远小于滑行器和挡光片的总质量M

C.为了减小实验误差,光电门G1、G2的间距x应该尽可能大一些

D.用来牵引滑行器M的细绳可以与导轨不平行

(3)在每次实验中,若表达式          (用M、g、m、△t1、△t2、D、x表示)在误差允许的范围内成立,则机械能守恒定律成立.

 

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某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动,他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,实验时得到一条纸带.如图所示,他在纸带上便于测量的地方选取第1个计时点,在这点下标明A,第6个点下标明B,第11个点下标明C,第16个点下标明D,第21个点下标明E.测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为14.56cm,CD长为11.15cm,DE长为13.73cm,则打C点时小车的瞬时速度大小为      m/s,小车运动的加速度大小为      m/s2,AB的距离应为      cm.(本题答案全部保留2位有效数字)

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