如图所示,甲、乙两种粗糙面不同的传送带,以相同的倾角放置于水平地面,并以同样恒定速率v向上运动.现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处,小物体在甲传送带

如图所示,甲、乙两种粗糙面不同的传送带,以相同的倾角放置于水平地面,并以同样恒定速率v向上运动.现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处,小物体在甲传送带

题型:不详难度:来源:
如图所示,甲、乙两种粗糙面不同的传送带,以相同的倾角放置于水平地面,并以同样恒定速率v向上运动.现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处,小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v;在乙传送带上到达离B竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v.已知B处离地面的高度皆为H.则在物体从A到B的过程中(  )
A.将小物体传送到B处,两种系统产生的热量乙更多
B.将小物体传送到B处,两种传送带消耗的电能甲更多
C.两种传送带与小物体之间的动摩擦因数甲更大
D.两种传送带对小物体做功相等
魔方格
答案
A、由摩擦生热Q=fS相对知,
Q=f1S1=vt1-
vt1
2
=f1
H
sinθ

Q=f2S2=f2
H-h
sinθ

根据牛顿第二定律得
f1-mgsinθ=ma1=m
v2
2•
H
sinθ

f2-mgsinθ=ma2=m
v2
2•
H-h
sinθ

解得:Q=mgH+
1
2
mv2    Q=mg(H-h)+
1
2
mv2  Q>Q,故A错误
B、根据能量守恒定律,电动机消耗的电能E等于摩擦产生的热量Q与物块增加机械能的和,
因物块两次从A到B增加的机械能相同,Q>Q,所以将小物体传送到B处,两种传送带消耗的电能甲更多,故B正确
C、由于f1-mgsinθ=ma1=m
v2
2•
H
sinθ
,f1mgcosθ
f2-mgsinθ=ma2=m
v2
2•
H-h
sinθ
,f2mgcosθ
f1<f2
所以两种传送带与小物体之间的动摩擦因数乙更大.故C错误
D、对小物块从A到B过程,设W1为甲传送带对物体做的功,W2为乙传送带做的功,由动能定理,按甲图时有W1-mgH=
1
2
mv2
按乙图时有W2-mgH=
1
2
mv2,比较可得两种传送带对小物体做功相等,故D正确.
故选BD.
举一反三
质量均为m=0.1kg的两个小物体A和B,静止放在足够长的水平面上,相距L=12.5m.它们跟水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2,其中A带电荷量为q=3×10-4C的正电荷,与水平面的接触是绝缘的,B不带电.现在水平面附近空间加一水平向右的匀强电场,场强E=103 N/C,A便开始向右运动,并与B发生多次对心碰撞,碰撞过程时间极短,碰撞过程中无机械能损失,A带电量不变,B始终不带电,重力加速度g取10m/s2

魔方格

求:
(1)A与B第1次碰撞后B的速度大小;
(2)A与B从第2次碰撞到第3次碰撞过程中B运动的位移;
(3)整个运动过程中A、B同水平面摩擦产生热量的总和.
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如图所示,水平放置的平行金属板的N板接地,M板电势为+U,两板间距离为d,d比两板的尺寸小很多,在两板之间有一长为2l的绝缘轻杆,可绕杆的水平固定轴O在竖直面内无摩擦地转动,O为杆的中点.杆的两端分别连着小球A和B,它们的质量分别为2m和m,它们的带电量分别为+q和-q.当杆由图示水平位置从静止开始转过900到竖直位置时,已知重力加速度为g,求:
(1)两球的电势能的变化;
(2)两球的总动能;
(3)杆对A球的作用力.魔方格
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一种氢气燃料的汽车,质量为m=2.0×103kg,发动机的额定输出功率为80kW,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍.若汽车从静止开始先匀加速启动,加速度的大小为a=1.0m/s2.达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,直到获得最大速度后才匀速行驶.试求:
(1)汽车的最大行驶速度;
(2)汽车匀加速启动阶段结束时的速度;
(3)当速度为5m/s时,汽车牵引力的瞬时功率;
(4)当汽车的速度为32m/s时的加速度.
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如图,在一水平面内有两根平行的金属导轨Nd、Ke,其电阻不计,导轨上有一根金属棒bc,长L=0.5m,质量m=0.1kg,与导轨接触良好,可在导轨上无摩擦地滑动,bc的电阻R=0.2Ω.竖直向上的匀强磁场磁感应强度B=0.1T,导轨的右端接有电阻R0=0.3Ω,导轨左端足够长.
(1)给棒bc外加一个水平向左的拉力,使其从静止开始向左作加速度为a=4m/s2的匀变速直线运动,运动到5s末时,这个拉力为多大?
(2)若把拉力刚作用于静止的bc棒的时刻取为计时的0时刻,拉力大小变化规律为F=(2.5×10-2t+0.5)N,式中t的单位是秒,拉力的方向水平向左,经过一段时间,力F对bc棒做功54J,试论证在这段时间内电阻R0上的发热量小于32.4J.
(3)在第(2)问的条件下,bc棒的加速度只能是以下两种情况中一种.请你判断哪种情况是正确的,并按相应要求作答:(不要求写出作判断的推理过程)
(Ⅰ)bc的加速度恒定(请求出这个加速度的大小)
(Ⅱ)bc的加速度变化(请定性地指出这个加速度的增减情况)魔方格
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在甲地用竖直向上的拉力使质量为m1的物体竖直向上加速运动,其加速度a1随不同的拉力而变化的图线如图3中甲所示;在乙地用竖直向上的拉力使质量为m2的物体竖直向上加速运动,其加速度a2随不同的拉力而变化的图线如图3中乙所示;甲、乙两地的重力加速度分别为g1、g2,由图象知(  )
A.m1<m2,g1<g2B.m1<m2,g1>g2
C.m1>m2,g1>g2D.m1<m2,g1=g2
魔方格
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