- 正功和负功的区别
- 共70题
如图所示,某工厂用水平传送带传送零件,设两轮子圆心的距离为S=12m,传送带与零件间的动摩擦因数为μ=0.2,传送带的速度恒为V=6m/s,在P点轻放一质量为m=1kg的零件,并使被传送到右边的Q处,则传送所需时间为 s,摩擦力对零件做功为 J。重力加速度取g=10m/s2
正确答案
3 .5 18
略
(选考题)(12分)如图,ABCD为一竖直平面的轨道,其中BC水平,A点比BC高出10米,BC长1m,AB和CD轨道光滑。一质量为1kg的物体,从A点以4m/s的速度开始运动,经过BC后滑到高出C点10.3m的D点速度为零。求:(g=10m/s2)
(1)物体与BC轨道的动摩擦因数。
(2)物体第3次经过B点的速度。
(3)物体最后停止的位置(距B点多远)
(4)物体一共经过C点多少次?
正确答案
(1)0.5 (2)14m/s (3)0.4m (4)22
略
(14分)如图所示,倾斜传送带与水平面的夹角,劲度系数
的轻质光滑弹簧平行于传送带放置,下端固定在水平地面上,另一端自由状态时位于Q点。小滑块质量
,放置于传送带P点,滑块与传送带间的滑动摩擦因数
。 已知传送带足够长,最大静摩擦力可认为和滑动摩擦力相等, 整个过程中小滑块未脱离传送带,弹簧处于弹性限度内,弹簧的弹性势能
,x为弹簧的形变量 (重力加速度g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8)
(1)若传送带静止不动,将小滑块无初速放在P点,PQ距离,求小物块滑行的最大距离
;
(2)若传送带以速度逆时针传动,将小滑块无初速放在P点, PQ距离
,求小物块滑行的最大距离
。
正确答案
(1)(2)
试题分析:(1)当滑块滑动到最低点时,速度0,此时弹簧形变量最大,对全程,设弹簧最大形变量为x,由能量守恒得:
(2)传送带逆时针滑行,滑块受滑动摩擦力沿传送带向下
当小滑块达到与传送带共速时,其滑行距离设为,由动能定理得:
小滑块再滑行 时,
即将与弹簧接触,设此时速度为v,在此阶段,滑块继续向下加速,摩擦力沿传送带向上。由动能定理得:
小滑块接触弹簧后,速度大于传送带速度,摩擦力沿传送带向上。当速度减小到与传送带速度相等时,弹簧的压缩量设为
,由能量守恒得:
然后小滑块继续减速至零,滑动摩擦力变为沿传送带向下,此时弹簧的压缩量设为,由能量守恒得:
3分
⑴当P进入“相互作用区域”时,若P受到一个方向向上的恒力的作用,而Q不受影响。设P、Q间的滑动摩擦力
,问要使环 P不从杆Q上滑落,杆Q至少要长?
⑵若“相互作用区域”和杆Q都足够长,当P进入“相互作用区域”时, P既受到一个方向向下的恒力作用,同时也受到一个水平力
(其中
,
是P的速即时速度)作用,设P和Q间的动摩擦因数μ=0.5,已知P从进入“相互作用区域”开始,经过
的时间刚好达到最大速度,求其最大速度和此时Q的速度各是多大?(假设杆Q在下落过程始终保持竖直,不计空气阻力,
)
正确答案
(1)0.7m (2)30m/S 14m/s
⑴对P、Q,在没有进入“相互作用区域”前是相对静止的,由机械能守恒得:
┅①
当P进入“相互作用区域”后,P受重力、滑动摩擦力和竖直向上的恒力作用而作减速向下运动,设其刚离开 “相互作用区域”时速度为,同时Q的速度为
,由动能定理得:
┅②
P进入“相互作用区域”后,和Q组成的系统隐含合外力为零,动量守恒,即有:
┅③
对Q,由动能定理得┅④
因,故P出来后,受到向上的摩擦力,Q受向下的摩擦力,设经历时间
两者达到共速
,分别由动量定理得,对P:
┅⑤
对Q:┅⑥
代入已知解①–⑥得,
,
,
,
,
,
设环P离开相互作用区域后在杆Q上滑行的距离为,由于两者都作匀变速直线运动,故可作出两者的
图如图3-2所示,则
为
中的阴影面积值,即
。
则要使P不从Q上滑落, Q的长度至少为
。
⑵当P以进入“相互作用区
域”后,因作用力变了,运动性质也变了,两者都是变加速运动,对P,由牛顿第二定律得:
,显然,当
时,得最大的
。
设在经时间后Q的速度为
,对P、Q组成的系统,竖直方向上由动量定理得:
代入解得。
如图所示,斜面倾角为,长为L,AB段光滑,BC段粗糙,且BC="2" AB。质量为m的木块从斜面顶端无初速下滑,到达C端时速度刚好减小到零。求物体和斜面BC段间的动摩擦因数μ。
正确答案
以木块为对象,在下滑全过程中用动能定理:重力做的功为mgLsin,摩擦力做的功为
,支持力不做功。初、末动能均为零。
,
从本例题可以看出,由于用动能定理列方程时不牵扯过程中不同阶段的加速度,所以比用牛顿定律和运动学方程解题简洁得多。
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