首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
牛顿第二定律
> 正文
返回
打印
用图所示的水平传送带AB和斜面BC将货物运送到斜面的顶端.传送带AB的长度L=11m,上表面保持匀速向右运行,运行的速度v=12m/s.传送带B端靠近倾角θ=37°的斜面底端,斜面底端与传
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
用图所示的水平传送带AB和斜面BC将货物运送到斜面的顶端.传送带AB的长度L=11m,上表面保持匀速向右运行,运行的速度v=12m/s.传送带B端靠近倾角θ=37°的斜面底端,斜面底端与传送带的B端之间有一段长度可以不计的小圆弧.在A、C处各有一个机器人,A处机器人每隔△t=1.0s将一个质量m=10kg的货物箱(可视为质点)轻放在传送带A端,货物箱经传送带和斜面后到达斜面顶端的C点时速度恰好为零,C点处机器人立刻将货物箱搬走.已知斜面BC的长度s=5.0m,传送带与货物箱之间的动摩擦因数μ
0
=0.55,货物箱由传送带的右端到斜面底端的过程中速度大小损失原来的
1
11
,g=10m/s
2
(sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)斜面与货物箱之间的动摩擦因数μ;
(2)从第一个货物箱放上传送带A端开始计时,在t
0
=3.0s的时间内,所有货物箱与传送带的摩擦产生的热量Q;
(3)如果C点处的机器人操作失误,未能将第一个到达C点的货物箱搬走而造成与第二个货物箱在斜面上相撞.求两个货物箱在斜面上相撞的位置到C点的距离.(本问结果可以用根式表示)
◎ 答案
(1)货物箱在传送带上做匀加速运动过程,根据牛顿第二定律有
μ
0
mg=ma
0
解得:a
0
=μ
0
g=5.5m/s
2
由运动学公式:v
1
2
=2a
0
L
解得货物箱运动到传送带右端时的速度大小为:v
1
=11m/s
货物箱刚冲上斜面时的速度 v
2
=(1-
1
11
)v
1
=10m/s
货物箱在斜面上向上运动过程中v
2
2
=2a
1
s
解得:a
1
=10m/s
2
根据牛顿第二定律:mgsinθ+μmgcosθ=ma
1
解得:μ=0.5;
(2)3.0s内放上传送带的货物箱有3个,前2个已经通过传送带,它们在传送带上的加速时间t
1
=t
2
=2.0s;第3个还在传送带上运动,其加速时间 t
3
=1.0s.
前2个货物箱与传送带之间的相对位移
△s=vt
1
-
1
2
v
1
t
1
=13m
第3个货物箱与传送带之间的相对位移
△s′=vt
3
-
1
4
v
1
t
3
=9.25m
前2个货物箱与传送带摩擦产生的总热量为:
Q
1
=2μ
0
mg△s=1430J
第三个货物箱与传送带摩擦产生的热量为:
Q
2
=μ
0
mg△s′=508.75J.
总共生热 Q=Q
1
+Q
2
=1938.75J.
(3)货物箱由A运动到B的时间为2.0s,由B运动到C的时间为1.0s,可见第一个货物箱冲上斜面C端时第二个货物箱刚好冲上斜面.
货物箱沿斜面向下运动,根据牛顿第二定律有
mgsinθ-μmgcosθ=ma
2
解得加速度大小a
2
=2.0m/s
2
设第一个货物箱在斜面C端沿斜面向下运动与第二个货物箱相撞的过程所用时间为t,
有:v
2
t-
1
2
a
1
t
2
+
1
2
a
2
t
2
=s
解得:
t=
5-
5
4
s≈0.69 s
两个货物箱在斜面上相遇的位置到C端的距离
s
1
=
1
2
a
2
t
2
=
30-10
5
16
m≈0.48 m
答:(1)斜面与货物箱之间的动摩擦因数μ为0.5;
(2)从第一个货物箱放上传送带A端开始计时,在t
0
=3.0s的时间内,所有货物箱与传送带的摩擦产生的热量Q为1938.75J;
(3)两个货物箱在斜面上相撞的位置到C点的距离为0.48 m.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“用图所示的水平传送带AB和斜面BC将货物运送到斜面的顶端.传送带AB的长度L=11m,上表面保持匀速向右运行,运行的速度v=12m/s.传送带B端靠近倾角θ=37°的斜面底端,斜面底端与传…”主要考查了你对 【匀变速直线运动的位移与速度的关系】,【牛顿第二定律】,【功能关系】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/342060.html
十二生肖
十二星座