如图所示,质量为m=0.9kg的物块无初速的轻放在皮带传送带的A端。皮带以速度v=5m/s匀速运动。在距A端水平距离为3m处有一被细线悬挂的小球,刚好与皮带接触。细线长L=1.62m,

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 功能关系/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,质量为m=0.9kg的物块无初速的轻放在皮带传送带的A端。皮带以速度v=5m/s匀速运动。在距A端水平距离为3m处有一被细线悬挂的小球,刚好与皮带接触。细线长L=1.62m,小球的质量M=0.1kg。已知皮带足够长,μ=0.5,(g 取10m/s2)求:    
(1)物块与球碰撞前物体的速度。
(2)若与球发生碰撞过程无机械能损失,则球能否完成圆周运动?若能,球到最高点时,计算出细线的拉力大小。
(3)物块从A端运动到B端由于相对滑动所产生的热量(设通过对球进行控制,球与物体没有再次相碰)。

◎ 答案

解:(1)物块轻放在匀速运动的皮带上即在滑动摩擦力作用下做加速运动,由牛顿第二定律:
可得加速度:
由运动学公式:,可知时,达到与皮带相同的速度,即开始做匀速运动,所以物块与球碰撞前物体的速度为5m/s
(2)由于碰撞过程无机械能损失,碰撞过程中动量和动能均守恒


联立解得:     
设被细线悬挂的小球能做圆周运动到最高点,到达的速度为,此时细线的拉力为。运动中只有重力做功,故小球的机械能守恒

其中,代入数据,求得
小球在最高点时,
代入数据,求得
(3)物块在A端从静止开始加速到5m/s,加速运动的时间,此时物块和皮带的位移分别为2.5m和5m
故在第一次运动过程中由于相对滑动所产生的热量为
物块与小球碰撞后继续运动到再次与皮带相对静止,经历的时间为  
此过程中物块的位移为;皮带的位移为1m
故在第二次运动过程中由于相对滑动所产生的热量为
      

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,质量为m=0.9kg的物块无初速的轻放在皮带传送带的A端。皮带以速度v=5m/s匀速运动。在距A端水平距离为3m处有一被细线悬挂的小球,刚好与皮带接触。细线长L=1.62m,…”主要考查了你对  【牛顿运动定律的应用】,【机械能守恒定律】,【功能关系】,【碰撞】  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。

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