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如图所示,电动机带动倾角为θ=37°的传送带以v=8m/s的速度逆时针匀速运动,...

如图所示,电动机带动倾角为θ37°的传送带以v8m/s的速度逆时针匀速运动,传送带下端点C与水平面CDP平滑连接,BC间距L20m;传送带在上端点B恰好与固定在竖直平面内的半径为R0.5m的光滑圆弧轨道相切,一轻质弹簧的右端固定在P处的挡板上,质量M2kg可看做质点的物体靠在弹簧的左端D处,此时弹簧处于原长,CD间距x1mPD段光滑,DC段粗糙・现将M压缩弹簧一定距离后由静止释放,M经过DC冲上传送带,经B点冲上光滑圆孤轨道,通过最高点A时对A点的压力为8N.上述过程中,MC点滑上传送带时,速度大小不变,方向变为沿传送带方向.已知与传送带同的动摩擦因数为μ0.8、与CD段间的动摩擦因数为μ0.5,重力加速度大小g10m/s2.求:

1)在圆弧轨道的B点时物体的速度

2M在传送带上运动的过程中,带动传送带的电动机由于运送M多输出的电能E

3M释放前,系统具有的弹性势能Ep

 

(1)5.0m/s(2)512J.(3)19J 【解析】 (1)M恰能过A点,由牛顿第二定律:Mg+FA=M 解得vA=m/s, 从B到A由机械能守恒:﹣Mg(R+Rcosθ)= 解得vB=5.0m/s (2)M在传送带上运动时由于vB小于皮带速度,可知物体一直做加速运动, 由μ1Mgcosθ﹣Mgsinθ=Ma 解得a=0.4m/s2 由公式:vB2-vC2=2aL,解得v=3m/s 由vB=vC+at解得t=5s; 传送带在t时间内的位移:x1=vt=40m, 由于物体对皮带有沿皮带向下的摩擦力,要维持皮带匀速运动,故电动机要额外给皮带一个沿皮带向上的牵引力,大小与物体受到的摩擦力一样大, 多做的功W=μMgcosθ•x1=512J,多输出的电能E=512J (3)设弹簧弹力对物体做功W,则从弹簧的压缩端到C点,对M由动能定理: W﹣μ2Mgx0=MvC2﹣0 解得:W=19J 可知Ep=19J  
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如图所示,一质量m=0.4kg的小物块,以v0=2m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2s的时间物块由A点运动到B点,AB之间的距离L=10m。已知斜面倾角θ=30°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ=。重力加速度g10m/s2.

(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小;

(2)拉力F与斜面夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?

 

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如图所示,一汽缸竖直放在水平地面上,缸体质量M10 kg,活塞质量是m4 kg,活塞横截面积S2×103 m2,活塞上面封闭了一定质量的理想气体,活塞下面与劲度系数k2×103 N/m的竖直轻弹簧相连,汽缸底部有气孔O与外界相通,大气压强p01.0×105 Pa。当汽缸内气体温度为27 ℃时,弹簧为自然长度,此时缸内气柱长度L120 cmg10 m/s2,缸体始终竖直,活塞不漏气且与缸壁无摩擦。求:当缸内气柱长度L222 cm时,缸内气体温度为多少?

 

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如图所示,长l=1 m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10–5 C,匀强电场的场强E=3.0×103 N/C,取重力加速度g=10 m/s2sin 37°=0.6cos 37°=0.8.,求:

(1)小球的质量m

(2)将电场突然改为竖直向下,小球回到最低点时对轻质细绳的拉力的大小。

 

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利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律。在图(a)中,气垫导轨上有AB两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。实验测得滑块A质量m1=0.310kg,滑块B的质量m2=0.108kg,遮光片的宽度d=1.00cm;打点计时器所用的交流电的频率为f=50Hz。将光电门固定在滑块B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与B相碰;碰后光电计时器显示的时间为△tB=3.500ms,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示。

(1)由图(b)所示纸带可知,碰撞前A的速度:vA=_______m/s,碰撞后A的速度vA′=______m/s,碰撞后B的速度:vB′=_________m/s

(2)碰撞后系统总动量为_________

(3)若实验允许的相对误差绝对值(|×100%)最大为5%,由此可计算本实验的相对误差绝对值为__________

 

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如图甲所示,在光滑水平面上,轻质弹簧一端固定,物体P以速度向右运动并压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量为x;现将弹簧一端连接另一质量为m的物体Q,物体PQ都以的速度相向运动并压缩弹簧(如图乙所示),测得弹簧的最大压缩量仍为x,则(  )

A.弹簧压缩量最大时弹性势能为1.5mv02

B.图乙中,在弹簧压缩过程中,PQ组成的系统动量改变量大小为2mv0

C.图乙中,在弹簧压缩过程中,弹簧的弹力对PQ的冲量大小相等

D.图乙中,在弹簧压缩过程中,弹簧的弹力对PQ做的功数值相等

 

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