如圖,傳送帶AB水平部分長度=10m,長=5m的水平面BC緊密相切傳送帶AB於B點,水平面的右端C點平滑連接一...
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問題詳情:
如圖,傳送帶AB水平部分長度=10m,長=5m的水平面BC緊密相切傳送帶AB於B點,水平面的右端C點平滑連接一豎直面內固定的光滑半圓軌道,半圓軌道的半徑R=0.5m.傳送帶始終以=6m/s的速度沿順時針方向運轉.一質量m=0.1kg的小滑塊無初速的放到傳送帶的A端,滑塊經過C點滑上光滑半圓軌道,已知滑塊與傳送帶間的動摩擦因數為=0.2,滑塊與水平面BC間的動摩擦因數=0.1.取g=10m/.求:
(1)滑塊在傳送帶AB上運動產生的熱量.
(2)滑塊經過C點時對半圓軌道的壓力大小.
(3)滑塊離開半圓軌道最高點拋出落到水平面BC上的位置與C點間的距離S.
【回答】
解:(1)設物體向右運動距離時,速度達到,經過時間,所以有:
mg=m
得加速度
=
代入數據可解得:=3s,=9m,
時間內傳送逞運動距離為l
l==18m
所以滑塊相對於傳送帶滑動距離△x=l﹣=9m
所以在傳送逞上產生的熱量
Q=mg△x=0.2×0.1×10×9J=1.8J
(2)滑塊在傳送帶上運動9m後,與傳送帶以相同的速度運動到B點,所以=6m/s
滑塊在BC段運動,由動能定理有:
解得:=
在半圓軌道C點,N為半圓軌道對m的支持力,根據牛頓第二定律有:
所以N=mg+=
由牛頓第三定律得小球對軌道的壓力為6.2N;
(3)滑塊從C至D點過程中,滑塊只有重力做功,其機械能守恆
所以 ①
滑塊從D點水平拋出,根據平拋知識有:
s=vDt==≈1.1m
答:(1)滑塊在傳送帶AB上運動產生的熱量為1.8J;
(2)滑塊經過C點時對半圓軌道的壓力大小6.2N;
(3)滑塊離開半圓軌道最高點拋出落到水平面BC上的位置與C點間的距離S等於1.1m.
知識點:牛頓運動定律的應用
題型:計算題
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