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高中物理传送带经典考试题
无论是身处学校还是步入社会,只要有考核要求,就会有试题,试题是命题者根据一定的考核需要编写出来的。大家知道什么样的试题才是好试题吗?以下是小编精心整理的高中物理传送带经典考试题,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
一、选择题
1. 水平传送带以恒定速度\(v\)向右运动,将一质量为\(m\)的小物块轻轻放在传送带上,之后小物块与传送带之间的动摩擦因数为\(\mu\),则在小物块达到与传送带速度相同之前,小物块受到的摩擦力( )
A. 方向水平向右,大小为\(\mu mg\)
B. 方向水平向左,大小为\(\mu mg\)
C. 方向水平向右,大小为\(\frac{mv}{t}\)(\(t\)为物块加速到与传送带速度相同所用时间)
D. 为零
答案:A。解析:小物块刚放在传送带上时,相对传送带向左运动,所以受到水平向右的滑动摩擦力,大小为\(\mu mg\)。
2. 一水平传送带足够长,以\(v_1\)的速度匀速运动,某时刻放上一质量为\(m\)的物体,初速度为零,设物体与传送带之间的动摩擦因数为\(\mu\),当物体速度达到\(v_1\)时,所用时间为\(t_1\),位移为\(x_1\),则( )
A. \(t_1=\frac{v_1}{\mu g}\),\(x_1=\frac{v_1^{2}}{2\mu g}\)
B. \(t_1=\frac{v_1}{\mu g}\),\(x_1=\frac{v_1t_1}{2}\)
C. \(t_1=\frac{m{v_1}}{\mu mg}\),\(x_1=\frac{v_1^{2}}{2\mu g}\)
D. \(t_1=\frac{m{v_1}}{\mu mg}\),\(x_1=\frac{v_1t_1}{2}\)
答案:A。解析:物体在传送带上做匀加速直线运动,加速度\(a=\mu g\),由\(v_1 = at_1\)可得\(t_1=\frac{v_1}{\mu g}\),位移\(x_1=\frac{1}{2}at_1^{2}=\frac{v_1^{2}}{2\mu g}\)。
二、计算题
1. 水平传送带以\(4m/s\)的速度匀速运动,传送带两端\(AB\)间距离为\(20m\),将一质量为\(2kg\)的物块轻轻放在传送带\(A\)端,物块与传送带间的动摩擦因数为\(0.2\),求:
(1)物块从\(A\)端运动到\(B\)端所用的时间;
(2)物块在传送带上留下的划痕长度。
解:(1)物块刚放在传送带上时,受到向右的滑动摩擦力\(f=\mu mg\),根据牛顿第二定律可得加速度\(a=\frac{f}{m}=\mu g = 0.2×10 = 2m/s\)。
- 物块加速到与传送带速度相同时所用时间\(t_1=\frac{v}{a}=\frac{4}{2}=2s\)。
- 此过程中物块的位移\(x_1=\frac{1}{2}at_1^{2}=\frac{1}{2}×2×2 = 4m\)。
- 之后物块与传送带以相同速度匀速运动,匀速运动的时间\(t_2=\frac{L - x_1}{v}=\frac{20 - 4}{4}=4s\)。
- 所以物块从\(A\)端运动到\(B\)端所用的时间\(t = t_1 + t_2 = 2 + 4 = 6s\)。
(2)在物块加速过程中,传送带的位移\(x_传 = vt_1 = 4×2 = 8m\)。
- 物块相对传送带的位移即划痕长度\(\Delta x = x_传 - x_1 = 8 - 4 = 4m\)。
2. 一倾斜传送带与水平面的夹角为\(37^{\circ}\),以\(6m/s\)的速度向上匀速运动,现将一质量为\(3kg\)的物块轻轻放在传送带底端,物块与传送带间的动摩擦因数为\(0.5\)。已知\(sin37^{\circ}=0.6\),\(cos37^{\circ}=0.8\),\(g = 10m/s\)。求:
(1)物块刚放上传送带时的加速度;
(2)物块从传送带底端运动到顶端所用的时间。
解:(1)物块刚放上传送带时,受到沿传送带向上的滑动摩擦力\(f=\mu N\),其中正压力\(N = mgcos37^{\circ}\)。
- 根据牛顿第二定律可得加速度\(a=\frac{f - mgsin37^{\circ}}{m}=\frac{\mu mgcos37^{\circ}-mgsin37^{\circ}}{m}=\mu gcos37^{\circ}-gsin37^{\circ}=0.5×10×0.8 - 10×0.6 = 2m/s\)。
(2)物块加速到与传送带速度相同时所用时间\(t_1=\frac{v}{a}=\frac{6}{2}=3s\)。
- 此过程中物块的位移\(x_1=\frac{1}{2}at_1^{2}=\frac{1}{2}×2×3 = 9m\)。
- 设物块与传送带共速后一起匀速运动,则匀速运动的位移\(x_2 = L - x_1\)(设传送带长度为\(L\))。
- 匀速运动的时间\(t_2=\frac{x_2}{v}=\frac{L - 9}{6}\)。
- 总时间\(t = t_1 + t_2\)。(需给出传送带长度\(L\)的值才能算出具体时间)。
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