皮带

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 高三物理思维训练：皮带 皮带，相对运动，子弹穿木块，复杂过程 1、一个小球从倾角为37°的斜面上O点以初速v0水平抛出，落在斜面上A点，如图所示。小球抛出后经过时间 时，离斜面最远。若第二次以水平速度v0’。从同一位置同方向抛出，小球落在斜面上B点，两次落至斜面时的动能与抛出时动能相比，其增量之比 ，则两次抛出时的初速度大小之比为 =___________。 2、如图所示，物体从倾角为 的斜面顶端由静止沿斜面滑下，它滑到底端的速度是它从同样高度自由下落的速度的k倍（ｋ<1），则物体沿斜面下滑时间t1与自由落体时间t2之比为多少，物体与斜面的摩擦系数为多大。 3、图示是建筑工地常用的一种“深穴打夯机”。工作时，电动机带动两个紧压夯杆的滚轮匀速转运将夯杆从深为 的坑中提上来，当两个滚轮彼此分开时，夯杆被释放，最后夯在自身重力作用下，落回深坑，夯实坑底。然后，两个滚轮再次压紧，夯杆再次被提上来，如此周而复始工作。已知两个滚轮边缘线速度 恒为 ，每个滚轮对夯杆的正压力 为 ，滚轮与夯杆间的动摩擦因数 为0.3，夯杆质量 为 ，坑深 为6.4m。假定在打夯的过程中坑的深度变化不大，且夯杆底端升到坑口时，速度正好为零。取 。求： （1）夯杆上升过程中被滚轮释放时的速度为多大，此时夯杆底端离夯底多高； （2）每个打夯周期中，电动机对夯杆所作的功； （3）打夯周期。 4、将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，图甲示小滑块（可视为质点）沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的A、 之间来回滑动， 点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为 ， 很小。图乙表示滑块对器壁的压力F随时间 变化的曲线，且图中 为滑块从A点开始运动的时刻，试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息，求：（1）小滑块的质量；（2）容器的半径；（3）滑块运动过程中的守恒量。（ 取 ） 1 2、（12分）设斜面长为 ，高为 。有 （3分） 已知： ，故有 （3分） 根据动能定理： ， （3分） 解得： （3分） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 3、（15分）（1） ； （2分） 当夯杆与滚轮相对静止时： （2分） 当夯杆以 的初速度竖直上抛，上升高度为： （2分） 则当夯杆加速向上运动速度到达 后，夯杆匀速上升，匀速上升高度为： （2分） 因此，夯杆先匀加速上升，后匀速上升，再竖直上抛。 （1分） 故夯杆上升过程中被滚轮释放时的速度为４m/s； 此时夯杆底端离夯底 。 （2分） （2） （2分） （3）夯杆上抛运动的时间为： ； （1分） 夯杆匀速上升的时间为： ； （1分） 夯杆自由落体的时间为： （1分） 故打夯周期为： （1分） 4、（15分）由图乙得小滑块做简谐振动的周期： （2分） 由 ， （1分） 得 EMBED Equation.3 （2分） 在最高点Ａ，有 （2分） 在最低点Ｂ，有 （2分） 从Ａ到Ｂ，滑块机械能守恒，有 （2分） 解得： （2分） 滑块机械能守恒： （2分） 5．如图6－10所示，水平速度为v、质量为m的子弹击中并穿过放在光滑水平地面上的木块，若木块 对子弹的阻力恒定，则下面说法正确的有（  ） A.子弹质量m越大，木块获得动能越大  B.子弹质量m越小，木块获得动能越大 C.子弹速度v越大，木块获得动能越大 D.子弹速度v越小，木块获得动能越大  6、如图10所示，一封闭的薄壁箱子长25cm、质量为4kg，放在水平地面上，箱子与地面间的摩擦系数为0.2，箱内有一个边长5cm、质量1kg的方木块紧靠箱子的前壁放置，箱子内壁与方木块之间无摩擦，当水平推力F=12N刚作用于箱子的后壁时，箱子的加速度为______m/s2；如果要使木块与箱壁发生相碰，则水平推力至少做功________焦耳。 12A、0.5m/s2、2J 7、如图所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块中，这一过程中木块始终保持静止。现知道子弹A射入深度dA大于子弹B射入深度dB，则可判断： A、子弹在木块中运动时间tA > tB B、子弹入射初动能EKA>EKB C、子弹入射初速度vA > vB D、子弹质量 mA < mB 8．（14分）如图所示，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置，间距d为0.5 m，左端通过导线与阻值为2 (的电阻R连接，右端通过导线与阻值为4 (的小灯泡L连接，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长为2 m，CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图所示，在t＝0时，一阻值为2 (的金属棒在恒力F作用下由静止开始从ab位置沿导轨向右运动，当金属棒从ab位置运动到EF位置过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，求： （1）通过小灯泡的电流强度。 （2）恒力F的大小。 （3）金属棒的质量。 8．（1）0.1 A 8（2）0.3 N （3） m＝ EQ \F(F,a)＝ EQ \F(0.3,0.25)＝1.2 kg 9．三块材料不同的地毯长度均为l ，并排铺在水平地面上，一物体以一定的初速度从α点滑上第一块，如图15所示，已知物体与三块地毯的滑动摩擦系数分别为μ，2μ和3μ，则物体恰好滑到第三块的末尾d点停下来，物体在运动中地毯保持静止。试求： ⑴物体的初速度V0； ⑵若让物体从d点以相同的初速度水平向左运 动，则运动到什么位置时速度大小与物体向 右运动到同一位置的速度大小相等。 1 由动能定理 ∴ （6分） ②设相同点为e点，e点在c点左侧s处 图示： 向右： （2分） 向左： （2分） ∴ 即为c点 （2分） 10．在光滑水平面上有一平板A,其左端固定一竖直挡板P,板上有一小滑块B和一小球C.开始时,B、C间有一定距离。球以大小V1=1.6m/s的速度从挡板处向右运动，而平板和滑块则一起以V2=0.8m/s的速度向左运动（如图所示），此后滑块与球发生碰撞，碰撞后经过一定时间，当滑块的速度变为u=1.2m/s时，球恰好碰到挡板。已知每次碰撞时两个物体间的速度互换，且碰撞时间极短。A、B、C三者质量相同，滑块与平板间的动摩擦因素为0.2，小球与平板间的摩擦不计。最后A、B、C三者组成的系统达到稳定状态，滑块未滑出平板。g=10m/s2。求最后B、C间的距离比开始时增加多少？（ 11.如下图所示，木块A放在木块B上左端，用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功为W1，生热为Q1；第二次让B可以在光滑地面上自由滑动，这次F做的功为W2，生热为Q2，则应有( ) A.W1＜W2,Q1=Q2 B.W1=W2,Q1=Q2 C.W1＜W2,Q1＜Q2 D.W1=W2,Q1＜Q2 12．（14分）如图所示为某钢铁厂的钢轨传送装置，斜坡长为L＝20 m，高为h＝2 m，斜坡上紧排着一排滚筒，长为l＝8 m、质量为m＝1(103 kg的钢轨放在滚筒上，钢轨与滚筒间的动摩擦因数为(＝0.3，工作时由电动机带动所有滚筒顺时针匀速转动，滚筒边缘的线速度均为v＝4 m/s，使钢轨沿斜坡向上移动，并假设关闭电动机的瞬时滚筒立即停止转动，钢轨对滚筒的总压力近似等于钢轨的重。求： （1）钢轨从坡底（如图示位置）从静止开始运动，直到b端到达坡顶所需的最短时间， （2）钢轨从坡底（如图示位置）从静止开始运动，直到b端到达坡顶的过程中电动机对钢轨至少做多少功。 13.（16分）如图15所示，可视为质点的三物块A、B、C放在倾角为30°、长L=2m的固定斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数 ，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，三物块的质量分别为mA=0.80kg、mB=0.64kg、mc=0.50kg,其中A不带电，B、C的带电量分别为qB=+4.0×10-5C、qC=+2.0×10-5C且保持不变，开始时三个物体均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用。如果选定两个电荷在相距无穷远的电势能为0，则相距为r时，粮店电荷具有的电势能可表示为 。现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上作加速度a=1.5m/s2的匀加速直线与动，经过时间t​0,力F变为恒力，当A运动到斜面顶端时撤去力F，已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,g=10m/s2.求： （1）未施加力F时物块B、C间的距离； （2）t0时间内A上滑的距离； （3）t0时间内库仑力做的功； （4）力F对A物块做的总功。 13、（16分）解：（1）A、B、C处于静止状态时，设B、C间距离为L1，则C对B的库仑斥力 （2分） 以A、B为研究对象，根据力的平衡， （1分） 联立解得：L1=1.0m（1分） （2）给A施加力F后，A、B沿斜面向上做匀加速直线运动，C对B的库仑斥力逐渐减小，A、B之间的弹力也逐渐减小。经过时间t0，B、C间距离设为L2，A、B两者间弹力减小到零，此后两者分离，力F变为恒力，则t0时刻C对B的库仑斥力为 ①（1分） 以B为研究对象，由牛顿第二定律有： ②（2分） 联立①②解得：L2=1.2m 则t0时间内A上滑的距离 （1分） （3）设t0时间内库仑力做的功为W0，由功能关系有： （1分） 代入数据解得W0=1.2J③（1分） （4）设在t0时间内，末速度为v1，力F对A物块做的功为W1，由动能定理有 ④（1分） 而 ⑤ ⑥ ⑦（1分） 由③④⑤⑥⑦式解得：W1=1.05J（1分） 经过时间t0后，A、B分离，力F变为恒力，对A由牛顿第二定律有： ⑧（1分） 力F对A物块做的功W2=F（L-L2）⑨ 由⑧⑨式代入数据得W2=5J（1分） 则力F对A物块做的功W=W1+W2=6.05J（1分）①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩ 14．如图所示，传送带与水平面之间的夹角30o，其上A、B两点间的距离为5m，传送带在电动机的带动下以v=1m/s的速度匀速运转，现将一质量为m=10kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带上A点，已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ= ，则在传送带将小物块从A传送到B的过程中，求：（g=10m/s2） （1）传送带对小物块做了多少功? （2）为传送小物块，电动机额外需做多少功? 分析解答： （1）传送带对小物块做功 W-mgL sin30o= mv2 ∴ W =255J （2）A滑动加速s1后与传送带匀速运动 μmgcos30os1-mgs1 sin30o= mv2 ∴ s1=0.1m ∵ Δs也等于0.1m ∴ 电动机额外需做多少功：ΔW=ΔQ=μmgcos30oΔs=15J 说明：① 电动机额外多做的功转化为内能形式，即“摩擦生热”。 15．一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为 。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a0开始运动,当其速度达到v0后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。 答案：解：根据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度a小于传送带的加速度a0。根据牛顿定律，可得 a=μg 设经历时间t，传送带由静止开始加速到速度等于v0，煤块则由静止加速到v，有 v0=a0t v=at 由于a