1.一传送带装置示意如图,传送带在AB区域是倾斜的,倾角θ=30°.工作时传送带向上运
行的速度保持v=2m/s不变.现将质量均为m= 2kg的小货箱(可视为质点)一个一个在A处放到传送带上,放置小货箱的时间间隔均为T=1s,放置时初速为零,小货箱一到达B处立即被取走.已知小货箱刚放在A处时,前方相邻的小货箱还处于匀加速运动阶段,此时两者相距为s1=0.5m.传送带装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦,取g=10m/s.
(1)求小货箱在传送带上做匀加速运动的加速度大小.
(2)AB的长度至少多长才能使小货箱最后的速度能达到v=2m/s?
(3)除了刚释放货箱的时刻,若其它时间内总有4个货箱在传送带上运动,求每运送
一个小货箱电动机对外做多少功?并求电动机的平均输出功率P.
2.如图所示,一个带1/4圆弧轨道的平台固定在水平地面上,光滑圆弧MN的半径为R=3.2m,水平部分NP长L=3.5m,物体B随足够长的平板小车C一起以V=3m/s的速度沿光滑地面向左运动。从M点由静止释放的物体A滑至轨道最右端P点时,小车左端恰好与平台相碰并立即停止运动,但两者不黏连,物体A滑上小车后若与物体B相碰必黏在一起。A、B均视为质点,它们与平台水平轨道和小车上表面的动摩擦因数都为0.4,且最大静摩擦力与
2
滑动摩擦力大小相等,物体A、B和小车C的质量均为1kg,取g=10m/s。求:
(1)物体A进入N点前瞬间对轨道的压力大小? (2)物体A在NP上运动的时间?
(3)从物体A滑上小车到相对小车静止过程中,小车的位移是多少?
2
Bvs1A?
1
3.如图所示,质量为mA=2kg的平板车A静止在水平地面上,车长d =5m。物块B静 止在平板车左端,在物块B正前方某处。有一小球C,球C通过长l = 0.32m的细绳与固定
点O相连,球C恰好与物块B等高,且C始终不与平板车A接触。在t = 0时刻,平板车A突然获得水平初速度v0开始向左运动,后来某一时刻物块B与球C发生弹性碰撞,碰后球C恰好能绕O点在竖直平面内作圆周运动。若B、C可视为质点,mB=mC= 1kg,物块B与平板车A、平板车A与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2,g取10m/s2,求: (1)B、C碰撞瞬间,细绳拉力的大小? (2)B、C碰撞前瞬间物块B的速度大小。
(3)若B、C碰撞时,物块B在平板车的中间位置,
且t0=1.5s时平板车A的速度变为v1 =5m/s,则 物块B是在加速阶段还是减速阶段与球C相碰 撞?小车的初速度v0多大?
4.如图所示,质量M=4kg的滑板B静止放在光滑水平面上,滑板右端固定一根轻质弹簧,弹簧的自由端C到滑板左端的距离L=0.5m,可视为质点的小木块A质量m=1kg, 原来静止于滑板的左端,滑板与木块A之间的动摩擦因数μ=0.2.当滑板B受水平向左恒 力F=14N作用时间t后,撤去F,这时木块A恰好到达弹簧自由端C处,此后运动过程中 弹簧的最大压缩量为s=5cm.g取10m/s2. 求:
(1)水平恒力F的作用时间t;
(2)木块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹 性势能;
(3)当小木块A脱离弹簧且系统达到稳定后,整个运动过程中系统所产生的热量.
F A C B L 2
5.如图,凹槽水平底面宽度s=0.3m,左侧高度H=0.45m,右侧高度h=0.25m。凹槽的侧 直面与光滑的水平面BC相接,水平面左侧与水平传送带AB相接且相切,凹槽右侧竖直与 平面MN相接。传送带以?0?2m/s速度转动,将小物块P1轻放在传送带的A端,P1通传 带后与静置于C点的小物块P2发生弹性碰撞。P2的质量m=1kg,P1的质量是P2质量的K
倍(已知重力加速度g=10m/s2,P1与传送带间的动摩擦因素??0.2,L=1.5m,不计空气阻力。)
(1)求小物块P1到达B点时速度大小; (2)若小物块P2碰撞后第一落点在M点, 求碰撞后P2的速度大小;
(3)设小物块P2的第一落点与凹槽左侧竖 直面的水平距离为x,试求x的表达式。
6.如图,绝缘水平地面上有宽L=0.4m的匀强电场区域,场强E?6?105N/C,方向水平向左。带电的物块B静止在电场边缘的O点,带电量q??5?10?8C、质量mA?1?10?2kg的物块A在距O点s=2.25m处以Vo=5m/s的水平初速度向右运动,并与B发生碰撞,假设碰撞前后A、B构成的系统没有动能损失。A的质量是B的k(k>1)倍,A、B与地面间的动摩
2擦因数都为=0.2,物块均可视为质点,且A的电荷量始终不变,取g = 10m/S。
(1) 求A到达O点与B碰撞前的速度大小; (2) 求碰撞后瞬间A和B的速度大小; (3) 讨论K在不同取值范围时电场力对A做的功。
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1.(1)小货箱刚放在A处时, 前方相邻的小货箱已经运动了时间T.有
s1?12aT ①(2分) 2代入数据解得加速度大小
a=1m/s2 ② (1分)
(2)AB的长度至少为l,则货箱的速度达到v=2m/s时,有 t?2(H?h)g?0.2s ③(2分)
代入数据解得AB的长度至少为
l=2m ④(1分)
(3)传送带上总有4个货箱在运动,说明货箱在A处释放后经过t=4T的时间运动至B处。货箱匀加速运动的时间分别是 t1?v=2s ⑦(1分) a 设货箱受到的滑动摩擦力大小为f,由牛顿定律得 A ⑧(2分)
这段时间内,传送带克服该货箱的摩擦力做的功 W1?f?vt1 ⑨(2分)
代入数据解得W1=48J
货箱在此后的时间内随传送带做匀速运动,传送带克服该货箱的摩擦力做的功 W2?mgsin??v(t?t1) ⑩(2分) 代入数据解得W2=40J
每运送一个小货箱电动机对外做的功
W?W1?W2=88J ⑾(2分)
放置小货箱的时间间隔为T,则每隔时间T就有一个小货箱到达B处,因此电动机的平均输出功率 P?W=88W ⑿(3分) T
在计算货箱匀加速过程的功时,也可以用以下方式解答: 对货箱,由动能定理得 (f?mgsin?)?s1? s1?12mv(1分) 212at1(1分) 2 货箱与传送带发生相对位移产生的热
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