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题型:简答题
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简答题

如图所示,许多工厂的流水线上安装有传送带用于传送工件,以提高工作效率.传送带以恒定的速率v=2m/s运送质量为m=0.5kg的工件,工件从A位置放到传送带上,它的初速度忽略不计.工件与传送带之间的动摩擦因数为μ=,传送带与水平方向夹角是θ=30°,传送带A、B间长度是L=16m;每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时,后一个工件立即放到传送带上,取g=lOm/s2,求:

(1)工件放到传送带后经多长时间停止相对滑动;

(2)在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离;

(3)传送带满载工件比空载时增加多少功率?

(4)如果提高传送带的运行速率,单个工件就能被较快地传送到B处,求工件从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率.

正确答案

解:(1)设工件放在传送带上后经过t时间停止相对运动.

由牛顿第二定律:μmgcosθ-mgsinθ=ma

联立以上两式代入数据得:t=0.8s

(2)由放置相邻两个工件的时间间隔为:t=0.8s,

则:正常运行状态下相邻工件间的距离:x=vt=2×0.8=1.6m

(3)由(2)可知:前一个工件刚与传送带停止相对运动时,有一个工件刚放上去,二者间距=10

即:满载时,传送带上有11个工件,前面10个匀速运动,最后一个加速运动.

设满载时比空载增加的功率为△P,

△P=10mgsinθ•v+μmgcosθ•v

得:△P=57.5W

(4)设工件由A处运到B处所需最短时间及对应的最小运行速率为tm,vm

t=

当:vm=时,时间最短最短时间为:tm=s

答:(1)工件放到传送带后经0.8s停止相对滑动;

(2)在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离为1.6m;

(3)传送带满载工件比空载时增加57.5W;

(4)如果提高传送带的运行速率,单个工件就能被较快地传送到B处,工件从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率分别为s,

解析

解:(1)设工件放在传送带上后经过t时间停止相对运动.

由牛顿第二定律:μmgcosθ-mgsinθ=ma

联立以上两式代入数据得:t=0.8s

(2)由放置相邻两个工件的时间间隔为:t=0.8s,

则:正常运行状态下相邻工件间的距离:x=vt=2×0.8=1.6m

(3)由(2)可知:前一个工件刚与传送带停止相对运动时,有一个工件刚放上去,二者间距=10

即:满载时,传送带上有11个工件,前面10个匀速运动,最后一个加速运动.

设满载时比空载增加的功率为△P,

△P=10mgsinθ•v+μmgcosθ•v

得:△P=57.5W

(4)设工件由A处运到B处所需最短时间及对应的最小运行速率为tm,vm

t=

当:vm=时,时间最短最短时间为:tm=s

答:(1)工件放到传送带后经0.8s停止相对滑动;

(2)在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离为1.6m;

(3)传送带满载工件比空载时增加57.5W;

(4)如果提高传送带的运行速率,单个工件就能被较快地传送到B处,工件从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率分别为s,

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题型:填空题
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填空题

如图所示,平行于斜面的细绳把小球系在倾角为θ的斜面上,为使球在光滑斜面上不发生相对运动,斜面体水平向右运动的加速度不得大于______ m/s2,水平向左的加速度不得大于多少______ m/s2

正确答案

gcotθ

gtanθ

解析

解:当斜面体水平向右的加速度达到最大值时,小球受重力和拉力,支持力为零,如左下图所示.

根据牛顿第二定律得,a==gcotθ.

当斜面体水平向左的加速度达到最大值时,小球受重力和支持力,拉力为零,如右下图所示.

根据牛顿第二定律得,a=

故答案为:gcotθ,gtanθ.

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题型:填空题
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填空题

运动员用手扣一个质量为m的排球,使它产生水平方向大小为2g的加速度,此时手对排球的作用力是______

正确答案

解析

解:

由于合力沿水平,重力竖直,故球受到的重力,手的作用力与合力构成直角三角形,由牛顿第二定律知:

F=ma=2mg

力合成的三角形定则可知手对球的作用力:

故答案为:

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题型: 单选题
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单选题

质量为0.3kg的物体在水平面上运动,图中的两条直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力的v-t图象,则下列说法中不正确的是(  )

A水平拉力可能等于0.3N

B水平拉力一定等于0.1N

C物体受到的摩擦力可能等于0.1N

D物体受到的摩擦力可能等于0.2N

正确答案

A

解析

解:由斜率等于加速度,两图线表示的物体的加速度大小分别为:

   aa==m/s2=,ab==m/s2=

若a是物体受水平拉力时图象,b是不受水平拉力的图象,则得到:

  摩擦力大小为f=mab=0.2N.

此时,水平拉力与摩擦力方向相反,则有:f-F=maa,代入得到F=0.1N;

若a是物体不受水平拉力时图象,b是受水平拉力的图象,则得到:

  摩擦力大小为f=maa=0.1N.若水平拉力与摩擦力方向相同时,则有:f+F=mab,代入得到F=0.1N;若水平拉力与摩擦力方向相反时,则有:F-f=mab,代入得到F=0.3N,则有F>f,物体将做加速运动,与题图信息矛盾,所以F不可能等于0.3N,故BCD正确,A错误.

本题选错误的,故选:A

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题型: 多选题
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多选题

同学们小时候都喜欢玩滑梯游戏,如图所示,已知斜面的倾角为θ,斜面长度为L,小孩与斜面的动摩擦因数为μ,小孩可看成质点,不计空气阻力,则下列有关说法正确的是(  )

A小孩下滑过程中对斜面的压力大小为mgcos θ

B下滑过程小孩所受摩擦力的大小为μmgcos θ

C小孩下滑过程中的加速度大小为gsin θ

D到达斜面底端时小孩速度大小为

正确答案

A,B

解析

解:A、对小孩受力分析,受到重力、支持力和摩擦力作用,如图:

则有:N=mgcosθ,

摩擦力f=,故AB正确;

C、根据牛顿第二定律得:a==gsinθ-μgcosθ,故C错误;

D、根据动能定理得:

解得:v=,故D错误.

故选:AB

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题型: 单选题
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单选题

三个物体,质量分别为m1=1kg、m2=2kg、m3=3kg,带有滑轮的m3放在光滑水平面上,m1、m2、m3的位置如图所示,滑轮和所有接触面的摩擦以及绳子的质量均忽略不计,向右的水平推力F作用在m3上,m1、m2、m3无相对运动,一起向右运动,则加速度的大小是(  )

A20m/s2

Bm/s2

C5m/s2

Dm/s2

正确答案

A

解析

解:根据牛顿第二定律得

对m2研究,m2研究竖直方向上没有加速度,力平衡,则得绳子的拉力大小为T=m2g.

对m1研究,,所以整体的加速度为20m/s2.故A正确,B、C、D错误.

故选A.

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题型: 单选题
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单选题

人手里抓住一根长为L的轻质细绳的一端,绳的另一端系着一个质量为m的小球,若要使小球能在竖直面内作圆周运动,它转动的角速度ω应满足的条件是(  )

A

B

C

D

正确答案

C

解析

解:对小球在最高点进行受力分析,合力提供向心力,则

    mg+FN==mω2L

当FN=0时小球的角速度取最小值,故

故选C.

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题型:简答题
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简答题

质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升,若飞机在此过程中水平速度保持不变,同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其它力的合力提供).今测得当飞机在水平方向的位移为l时,它的上升高度为h.求:飞机受到的升力大小.

正确答案

解:飞机水平方向做匀速运动,竖直方向做匀加速运动,则有

  L=v0t

 h=at2

又由牛顿第二定律得:a=得F=mg+

答:飞机受到的升力大小为mg+

解析

解:飞机水平方向做匀速运动,竖直方向做匀加速运动,则有

  L=v0t

 h=at2

又由牛顿第二定律得:a=得F=mg+

答:飞机受到的升力大小为mg+

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,两轻质弹簧a、b悬挂一质量为m的小铁球,小铁球处于平衡状态,a弹簧与竖直方向成30°角,b弹簧水平,a、b两弹簧的劲度系数分别为k1、k2,重力加速度为g,则下列说法正确的是(  )

Aa弹簧的伸长量为

Ba、b两弹簧的伸长量的比值为

C若弹簧b的左端松脱,则松脱瞬间小铁球的加速度为

D若弹簧a的下端松脱,则松脱瞬间小铁球的加速度为g

正确答案

B

解析

解:A、由受力图知,弹簧a中弹力,据胡克定律a弹簧的伸长量为,故A错误;

B、对小球受力分析,受到重力和两个弹簧的弹力,如图

根据平衡条件,有:=

根据胡克定律,有:

F1=k1x1

F2=k2x2

解得:,故B正确;

C、由受力图可知,弹簧b中弹力,若弹簧b的左端松脱,则松脱瞬间a弹簧的弹力不变,故小球所受重力和a弹簧弹力的合力与F2大小相等方向相反,故小球的加速度a=,故C错误;

D、由受力图知,弹簧a中弹力,若弹簧a的左端松脱,则松脱瞬间b弹簧的弹力不变,故小球所受重力和b弹簧弹力的合力与F1大小相等方向相反,故小球的加速度a=,故D错误.

故选:B.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,在光滑的水平地面上,有两个质量相等的物体,中间用劲度系数为k的轻质弹簧相连,在外力作用下运动,已知F1>F2,当运动达到稳定时,弹簧的伸长量为(  )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

解:设A、B的质量为m,当运动达到稳定时,把A、B看出整体进行研究,

对A、B进行受力分析得:A、B整体所受合力为F1-F2

应用牛顿第二定律,A、B整体的加速度a=

因为A、B相对静止,所以整体的加速度也是单个物体的加速度.

在对A进行受力分析:在水平方向上,A受水平向左的弹簧的拉力F和水平向右的拉力F1

因为A、B相对静止,所以整体的加速度也是单个物体的加速度.

根据牛顿第二定律得:A的合力F=ma=F1-F

F=

根据胡克定律得:

弹簧的伸长量△x=

故选D.

下一知识点 : 力学单位制
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