内容正文:
高三物理练习1024
注意:重力加速度均取10m/s2
一、粒子物理
粒子物理
1. 2025年10月1日,位于安徽合肥的紧凑型聚变能实验装置BEST项目建设取得关键突破,BEST装置主机关键部件——杜瓦底座研制成功并顺利完成交付。该装置发生核聚变时的核反应方程为,则下列说法正确的是( )
A. 也属于核聚变
B. 一个和一个聚变时,质量亏损约为
C. 因为核聚变释放能量,根据可知核聚变后的总质量数减少
D. 新核X为
2. 2025年10月18日,诺贝尔物理学奖得主、我国著名物理学家杨振宁先生因病逝世。被誉为当世理论物理方面的最高成就者,杨振宁曾与米尔斯一起提出了“杨—米尔斯理论”,阐述了微观粒子通过交换规范玻色子发生相互作用,从而将四种基本相互作用中的________、________和________统一到一起,为理论物理学的发展作出了重大贡献。
3. 1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒,吴健雄用对此进行了实验验证。次年,李、杨两人为此获得诺贝尔物理学奖,钴60()发生一次衰变后成为稳定的镍60(),衰变过程会放出反中微子。
(1)请写出上述衰变方程________________________。
(2)关于该衰变下列说法正确的是( )
A.钴60发生的是β衰变
B.发生衰变后产生的新核比旧核少一个电子
C.比的结合能、比结合能都小
D.气候的变化不会改变钴60的衰变快慢
二、网球【共26分】
2025年10月,上海劳力士大师赛在上海举行,汇聚了众多世界网球巨星同台竞技。
4. 运动员在发球前通常会通过网球的反弹感受其性能,从而减少发球的失误。
(1)下面五幅图是网球竖直下落与地面碰撞后又弹起的过程。从左往右,第二幅图是网球刚与地面接触时拍摄,第三幅图是网球形变量最大时拍摄,忽略空气阻力和网球与地面碰撞的能量损失。下列说法正确的是( )
A. 拍摄第二幅图时,网球的动能最大
B. 网球与地面碰撞整个过程中,弹力的冲量等于网球动量的改变量
C. 网球与地面碰撞过程中,地面对网球的弹力不做功
D. 网球与地面碰撞整个过程中,地面对网球的弹力先做正功后做负功
(2)现让一个标准网球(看作质点)从2米的高度由静止自由落下,反弹高度为1.5米。不计空气阻力及网球与地面的作用时间,该过程中网球的速度随时间及重力势能、动能、机械能随路程的变化的图像可能正确的是( )
5. 某次训练中小理在球场的底线中点处发球,发球时将网球上抛到最高处水平击出,要求落地点位于斜角的长方形区域内且不触网即为发球有效。假设每次发球时的最高点高度不变,击球水平速度大小可变,不考虑空气阻力的影响,则下列阴影部分表示有效发球的网球可能落点区域正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 某次练习中,小理将网球以大小为的速度竖直向上抛出,落回出发点的速度大小为,若空气阻力大小与网球速率成正比,重力加速度为。
(1)请画出该过程网球的速度随时间变化的关系(以竖直向上为正方向)( ):
(2)下列说法正确的是( )
A.下降过程中网球处于超重状态
B.网球上升、下降过程所受阻力的冲量大小相等
C.网球上升过程克服阻力做功等于下降过程克服阻力做功
D.网球从抛出到落回出发点所用的时间
7. 小理进行训练的场地规格如图所示,网高1米,在球场的底线中点处训练发球时每次都将网球自离地2.4米处水平击出,求有效发球的水平击出速度大小范围为多少?(保留小数点后两位)
三、用传感器做实验【共22分】
高中物理实验中,经常会利用传感器来测量某些物理量。
8. 某同学用如图1所示的装置验证轻弹簧和物块(带有遮光条)组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前,细线与弹簧和物块的拴接点在同一水平线上,且弹簧处于原长。滑轮质量和一切摩擦均不计,细线始终伸直。物块连同遮光条的总质量为,弹簧的劲度系数为,弹性势能,重力加速度为,遮光条的宽度为,物块释放点与光电门之间的距离为(远远小于)。现将物块由静止释放,记录物块通过光电门的时间。
(1)某次实验中物块从B点静止释放,记录l,和对应的时间t,物块通过光电门时的动能为________,此时弹簧的弹性势能为________;若要验证轻弹簧和物块组成的系统机械能守恒,则在误差允许的范围内,需要验证的关系式是________(三空均用k,t,m,d,l和等字母表示)。
(2)某同学为了更精确地完成实验,多次改变光电门的位置,重复实验,每次物块均从B点静止释放,记录多组l和对应的时间t。他以l为横轴,为纵轴,做出图像,如图2所示,他发现此图像为一条曲线,为了方便数据处理应该将此曲线转化成一条直线,那么他应该做的图像是________,理论上此直线的斜率的绝对值为________(用m、d、k表示)。
9. 一物理兴趣小组用如图所示的装置,探究“加速度与质量的关系”,通过改变放在小车上的砝码质量,改变小车(含遮光片)与砝码的总质量M。
(1)实验要平衡摩擦力,具体操作为:不悬挂砂桶,将长木板没有定滑轮的一端适当垫高,轻推小车,如果___________,则摩擦力得到平衡;
(2)实验还需要的部分操作有___________;
A.悬挂砂桶后调节细线与木板平行 B.测量砂和砂桶质量m
C.调节砂和砂桶质量m远小于M D.小车每次在同一位置释放
(3)调节好实验器材后,第一次实验:由静止释放小车,记录小车经过光电门1、2时遮光片挡光时间t1、t2,小车(含遮光片)及砝码的总质量M1,力传感器的尔数F;第二次实验:向小车中添加砝码,小车(含遮光片)及砝码的总质量为M2,由静止释放小车,此时会发现力传感器的示数___________(选填“大于”或“小于”)F,通过适当___________(选填“增加”或“减小”)砂桶中砂的质量,使力传感器的示数仍为F,重新实验,记录小车经过光电门1、2时遮光片挡光时间t′1、t′2,如果表达式___________成立,则表明合外力一定时,加速度与质量成反比。
四、货物运输【共35分】
10. 在平直的公路上汽车由静止开始做匀加速直线运动,当速度达后立即关闭发动机让其滑行,直至停止,其v-t图像如图所示。设运动的全过程中汽车牵引力做的功为W1,克服摩擦力做的功为,那么应为___________。牵引力和阻力大小之比为___________。
11. 下列四幅图分别为甲、乙、丙、丁四辆货车做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲车在这段时间内的平均速度小于
B. 乙车做匀减速直线运动,其加速度大小为
C. 丙车在末的速度为
D. 丁图中,物体做匀加速直线运动,其加速度大小为
12. 某额定功率为的汽车以加速度匀加速启动,到额定功率后保持恒功率行驶至最大速度。已经汽车图线如图①所示。若该汽车以加速度()匀加速启动,以相同的方式达到汽车最大速度,若整个过程阻力不变,图线可能是下列中的( )
A. B.
C. D.
13. 临近高速公路出口的匝道,车辆为了防止在转弯时出现侧滑的危险,必须在匝道的直道上提前减速。一辆质量为的汽车原来在水平直道上做匀速直线运动,行驶速度,恒定阻力。现将汽车的减速运动简化为两种方式:方式一为“不踩刹车减速”,司机松开油门使汽车失去牵引力,在水平方向上仅受匀速运动时的恒定阻力作用;方式二为“刹车减速”,汽车做匀减速直线运动的加速度大小。
(1)求汽车原来匀速直线行驶时的功率;
(2)司机在离弯道口距离为的地方开始减速,全程采取“不踩刹车减速”,汽车恰好能以的安全速度进入弯道,求汽车在上述减速直线运动过程中克服阻力做的功以及距离;
(3)在离弯道口距离为的位置,司机先采取“不踩刹车减速”滑行一段距离后,立即采取“刹车减速”,汽车仍恰好能以的安全速度进入弯道,求的大小。
14. 如图所示,传送带与水平面夹角,传送带在电动机的带动下,始终保持的速率顺时针运行,传送带下端A点与上端B点间的距离。现将一质量的小工件无初速地放于A点,已知工件与传送带间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小,,。
(1)求工件刚放上传送带时的加速度大小;
(2)求工件从A点至B点的过程中传送带对工件做的功;
(3)若每隔把一个工件无初速地放于A点,工件至B点时即脱离传送带。求满载与空载相比,传送带需要增加的功率。
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高三物理练习1024
注意:重力加速度均取10m/s2
一、粒子物理
粒子物理
1. 2025年10月1日,位于安徽合肥的紧凑型聚变能实验装置BEST项目建设取得关键突破,BEST装置主机关键部件——杜瓦底座研制成功并顺利完成交付。该装置发生核聚变时的核反应方程为,则下列说法正确的是( )
A. 也属于核聚变
B. 一个和一个聚变时,质量亏损约为
C. 因为核聚变释放能量,根据可知核聚变后的总质量数减少
D. 新核X为
2. 2025年10月18日,诺贝尔物理学奖得主、我国著名物理学家杨振宁先生因病逝世。被誉为当世理论物理方面的最高成就者,杨振宁曾与米尔斯一起提出了“杨—米尔斯理论”,阐述了微观粒子通过交换规范玻色子发生相互作用,从而将四种基本相互作用中的________、________和________统一到一起,为理论物理学的发展作出了重大贡献。
3. 1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒,吴健雄用对此进行了实验验证。次年,李、杨两人为此获得诺贝尔物理学奖,钴60()发生一次衰变后成为稳定的镍60(),衰变过程会放出反中微子。
(1)请写出上述衰变方程________________________。
(2)关于该衰变下列说法正确的是( )
A.钴60发生的是β衰变
B.发生衰变后产生的新核比旧核少一个电子
C.比的结合能、比结合能都小
D.气候的变化不会改变钴60的衰变快慢
【答案】1. B 2. ①. 电磁相互作用 ②. 强相互作用 ③. 弱相互作用
3. ①. ②. ACD
【解析】
【1题详解】
A.核聚变是轻核聚合成重核的反应,而属于原子核的人工转变,A错误;
B.根据质能方程 ,已知
可得 ,B正确;
C.核聚变的质量数守恒(核子数不变),但由于质量亏损(部分质量以能量形式释放),是总质量减少,而非 “总质量数减少”,C错误;
D.根据核反应过程中,质量数守恒,电荷数守恒,可知新核为 ,D错误。
故选 B。
【2题详解】
[1]电磁相互作用
[2]强相互作用
[3]弱相互作用
【3题详解】
[1]根据质量数守恒,电荷数守恒可知,衰变过程放出的粒子的质量数为0,电荷数为,所以核反应方程为
[2] A.衰变的本质是原子核内中子衰变为质子并放出电子,此衰变符合衰变特征,A正确;
B.衰变是原子核的变化,电子是原子核内产生的,新核(镍 60)的核电荷数比原核多1,核外电子数(中性原子)会多1,B错误;
C.镍60更稳定,因此比结合能更大(结合能也更大,因为核子数相同),C正确;
D.衰变快慢由原子核本身决定,与气候等外界条件无关,D 正确。
故选ACD。
二、网球【共26分】
2025年10月,上海劳力士大师赛在上海举行,汇聚了众多世界网球巨星同台竞技。
4. 运动员在发球前通常会通过网球的反弹感受其性能,从而减少发球的失误。
(1)下面五幅图是网球竖直下落与地面碰撞后又弹起的过程。从左往右,第二幅图是网球刚与地面接触时拍摄,第三幅图是网球形变量最大时拍摄,忽略空气阻力和网球与地面碰撞的能量损失。下列说法正确的是( )
A. 拍摄第二幅图时,网球的动能最大
B. 网球与地面碰撞整个过程中,弹力的冲量等于网球动量的改变量
C. 网球与地面碰撞过程中,地面对网球的弹力不做功
D. 网球与地面碰撞整个过程中,地面对网球的弹力先做正功后做负功
(2)现让一个标准网球(看作质点)从2米的高度由静止自由落下,反弹高度为1.5米。不计空气阻力及网球与地面的作用时间,该过程中网球的速度随时间及重力势能、动能、机械能随路程的变化的图像可能正确的是( )
5. 某次训练中小理在球场的底线中点处发球,发球时将网球上抛到最高处水平击出,要求落地点位于斜角的长方形区域内且不触网即为发球有效。假设每次发球时的最高点高度不变,击球水平速度大小可变,不考虑空气阻力的影响,则下列阴影部分表示有效发球的网球可能落点区域正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 某次练习中,小理将网球以大小为的速度竖直向上抛出,落回出发点的速度大小为,若空气阻力大小与网球速率成正比,重力加速度为。
(1)请画出该过程网球的速度随时间变化的关系(以竖直向上为正方向)( ):
(2)下列说法正确的是( )
A.下降过程中网球处于超重状态
B.网球上升、下降过程所受阻力的冲量大小相等
C.网球上升过程克服阻力做功等于下降过程克服阻力做功
D.网球从抛出到落回出发点所用的时间
7. 小理进行训练的场地规格如图所示,网高1米,在球场的底线中点处训练发球时每次都将网球自离地2.4米处水平击出,求有效发球的水平击出速度大小范围为多少?(保留小数点后两位)
【答案】4. C 5. ABC
6. ①. ②. BD
7.
【解析】
【4题详解】
(1)A.拍摄第二幅图时,网球刚落地,从下一时刻起地面对它有阻力作用,只要阻力小于重力,网球的速度将断续增大,动能也增大,所以拍摄第二幅图时的动能不是最大值,A错误;
B.网球与地面碰撞整个过程中,合外力的冲量等于网球动量的变化量,除了弹力的冲量以外,还有重力的冲量,B错误;
CD.网球与地面碰撞整个过程中,地面对网球有弹力作用,弹力的作用点没有位移,所以弹力对网球不做功,C正确,D错误。
故选C。
(2)A.网球自由下落时,只受重力,做匀加速直线运动,速度随时间均匀增大;反弹后向上运动,只受重力,做匀减速直线运动,速度随时间均匀减小。图像中 “下落段” 是倾斜直线(符合匀加速), “反弹段” 的速度方向反向(图像应在t轴下方),且斜率绝对值与下落段一致(加速度大小为g),A 正确;
B.重力势能(h为相对地面的高度),下落过程(路程x从0到2m):高度随x增大线性减小,反弹过程(路程x从2m到3.5m)随x增大线性增大,图像符合 “下落时线性减小、反弹时线性增大” 的规律,B 正确;
C.下落过程:速度随路程增大而增大(),故随x线性增大,反弹过程:速度随路程增大而减小,故随x线性减小,C图像符合要求,C正确;
D.下落过程:只有重力做功,机械能守恒,反弹过程:由于反弹高度小于下落高度(实际存在能量损失,之后反弹过程中机械能再次守恒。图中的机械能在反弹后反而增加,不符合 “反弹时能量损失” 的规律,D错误。
故选ABC。
【5题详解】
每次发球时的最高点高度不变,网的高度也固定不变,网球在过网前后两段运动的时间相同。设从击球点到网前运动时间为,网球从过网一落地所用时间为。
向OA方向发球,球从A点过网,落地点为B,发球速度为,水平方向匀速直线运动 ,,联立可得
向方向发球,球从点过网,落地点为,发球速度为,水平方向匀速直线运动 ,,联立可得
解得 ,即 B与连线平行于,BCD错误,A正确。
故选A。
【6题详解】
(1)该过程网球的速度随时间变化的关系图像如图(以竖直向上为正方向)
网球上升过程中 ,随着速度减小,加速度也减小,对应的图像斜率减小;当上升到最最高点时,速度为零,。下落过程中,,网球做加速度减小的加速运动,图像斜率断续减小,当时,即 时,开始匀速下降。
(2)A.下降过程中,向下加速,加速度向下,属于失重,A错误;
B.阻力的冲量 (x 为路程)。上升和下落的路程相同(均为从抛出点到最高点的距离),因此阻力的冲量大小相等,B正确;
C.阻力做功。上升过程中速度减到 0,下落过程中速度 从 0 增到,且,因此上升过程的kv平均值更大,克服阻力做功更多,C错误;
D. 对全过程用动量定理:合外力的冲量等于动量变化,即 ,因,所以 ,化简得 ,D 正确。
故选BD。
【7题详解】
如图所示
发球时击球方向垂直于球网,且刚好过网时对应最小速度 (球的落点在图中位置A)
水平方向
竖直方向
解得
发球时击球方向向对角方向,且刚好不出界时,对应最大速度 (球的落点在图中位置B)
水平方向
竖直方向
解得
有效发球的水平击出速度大小范围
三、用传感器做实验【共22分】
高中物理实验中,经常会利用传感器来测量某些物理量。
8. 某同学用如图1所示的装置验证轻弹簧和物块(带有遮光条)组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前,细线与弹簧和物块的拴接点在同一水平线上,且弹簧处于原长。滑轮质量和一切摩擦均不计,细线始终伸直。物块连同遮光条的总质量为,弹簧的劲度系数为,弹性势能,重力加速度为,遮光条的宽度为,物块释放点与光电门之间的距离为(远远小于)。现将物块由静止释放,记录物块通过光电门的时间。
(1)某次实验中物块从B点静止释放,记录l,和对应的时间t,物块通过光电门时的动能为________,此时弹簧的弹性势能为________;若要验证轻弹簧和物块组成的系统机械能守恒,则在误差允许的范围内,需要验证的关系式是________(三空均用k,t,m,d,l和等字母表示)。
(2)某同学为了更精确地完成实验,多次改变光电门的位置,重复实验,每次物块均从B点静止释放,记录多组l和对应的时间t。他以l为横轴,为纵轴,做出图像,如图2所示,他发现此图像为一条曲线,为了方便数据处理应该将此曲线转化成一条直线,那么他应该做的图像是________,理论上此直线的斜率的绝对值为________(用m、d、k表示)。
【答案】(1) ①. ②. ③.
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]实验中物块从B点静止释放,记录l,和对应的时间t,物块通过光电门时的动能为
[2]此时弹簧的弹性势能为
[3]若要验证轻弹簧和物块组成的系统机械能守恒,则在误差允许的范围内,需要验证的关系式是
整理可得
【小问2详解】
[1]为了方便数据处理应该将此曲线转化成一条直线,根据
整理得到
那么他应该做的图像是图像。
[2]做出①中的直线,根据
可得理论上此直线的斜率的绝对值为
9. 一物理兴趣小组用如图所示的装置,探究“加速度与质量的关系”,通过改变放在小车上的砝码质量,改变小车(含遮光片)与砝码的总质量M。
(1)实验要平衡摩擦力,具体操作为:不悬挂砂桶,将长木板没有定滑轮的一端适当垫高,轻推小车,如果___________,则摩擦力得到平衡;
(2)实验还需要的部分操作有___________;
A.悬挂砂桶后调节细线与木板平行 B.测量砂和砂桶质量m
C.调节砂和砂桶质量m远小于M D.小车每次在同一位置释放
(3)调节好实验器材后,第一次实验:由静止释放小车,记录小车经过光电门1、2时遮光片挡光时间t1、t2,小车(含遮光片)及砝码的总质量M1,力传感器的尔数F;第二次实验:向小车中添加砝码,小车(含遮光片)及砝码的总质量为M2,由静止释放小车,此时会发现力传感器的示数___________(选填“大于”或“小于”)F,通过适当___________(选填“增加”或“减小”)砂桶中砂的质量,使力传感器的示数仍为F,重新实验,记录小车经过光电门1、2时遮光片挡光时间t′1、t′2,如果表达式___________成立,则表明合外力一定时,加速度与质量成反比。
【答案】 ①. 小车沿木板做匀速直线运动 ②. AD##DA ③. 大于 ④. 减小 ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]轻推小车,直到小车沿木板做匀速直线运动,摩擦力得到平衡。
(2)[2]A.需要细线与木板平行,才能保证细线的拉力与小车的合外力方向相同,细线的拉力才等于小车的合外力,所以需要悬挂砂桶后调节细线与木板平行,故A正确;
BC.由于不需要用沙桶的重力来表示合外力,合外力可以直接测量,所以不需要满足m远小于M,也不需要测量砂和砂桶质量m,故BC错误;
D.需要控制单一变量,木板每处光滑程度不同,所以需要从同一位置释放,故D正确。
故选AD。
(3)[3]对沙和沙桶有
mg-2F = ma1
对小车有
F = Ma2
其中
a2= 2a1
联立有
对F的表达式整理有
则可看出小车(含遮光片)及砝码的总质量M增大,会导致F增大即传感器示数增大;
[4]再对F的表达式整理有
则可通过适当减小砂桶中砂的质量,使力传感器的示数仍为F。
[5]根据牛顿第二定律
其中
,
,
整理解得
四、货物运输【共35分】
10. 在平直的公路上汽车由静止开始做匀加速直线运动,当速度达后立即关闭发动机让其滑行,直至停止,其v-t图像如图所示。设运动的全过程中汽车牵引力做的功为W1,克服摩擦力做的功为,那么应为___________。牵引力和阻力大小之比为___________。
【答案】 ①. 1:1 ②. 4:1
【解析】
【详解】[1][2]运动的全过程,牵引力对汽车做正功,摩擦力对汽车做负功,其它力对汽车做的功是零;车从静止开始运动最终停止,则由动能定理
即汽车的牵引力做功W1与克服摩擦力做功W2之比为1:1;v-t图像与t围成的面积代表位移,由图知,减速时间是加速时间的3倍,匀加速运动位移为x,整个过程位移为4x
Fx-f×4x=0
则
F:f=4:1
11. 下列四幅图分别为甲、乙、丙、丁四辆货车做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲车在这段时间内的平均速度小于
B. 乙车做匀减速直线运动,其加速度大小为
C. 丙车在末的速度为
D. 丁图中,物体做匀加速直线运动,其加速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.若甲车在0~t0时间内做匀加速直线运动,则平均速度为;而甲车在任意时刻的速度都大于做匀加速运动的速度,可知甲车在0~t0时间内的平均速度大于,A错误;
B.根据,可知
可知,乙车做匀减速直线运动,其加速度大小为5m/s2,B正确;
C.丙车在6s内速度的增量为
因初速度未知,则在6s末的速度不一定为18m/s,C错误;
D.根据可知丁车做匀加速直线运动,由图像可知
则其加速度大小为4m/s2,D正确。
故选BD。
12. 某额定功率为的汽车以加速度匀加速启动,到额定功率后保持恒功率行驶至最大速度。已经汽车图线如图①所示。若该汽车以加速度()匀加速启动,以相同的方式达到汽车最大速度,若整个过程阻力不变,图线可能是下列中的( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】汽车以加速度匀加速启动过程,根据牛顿第二定律得
解得牵引力大小为
结束匀加速运动时的速度大小为
匀加速阶段所用时间为
同理可知汽车以加速度()匀加速启动,结束匀加速运动时,有,
可得,
故选D。
13. 临近高速公路出口的匝道,车辆为了防止在转弯时出现侧滑的危险,必须在匝道的直道上提前减速。一辆质量为的汽车原来在水平直道上做匀速直线运动,行驶速度,恒定阻力。现将汽车的减速运动简化为两种方式:方式一为“不踩刹车减速”,司机松开油门使汽车失去牵引力,在水平方向上仅受匀速运动时的恒定阻力作用;方式二为“刹车减速”,汽车做匀减速直线运动的加速度大小。
(1)求汽车原来匀速直线行驶时的功率;
(2)司机在离弯道口距离为的地方开始减速,全程采取“不踩刹车减速”,汽车恰好能以的安全速度进入弯道,求汽车在上述减速直线运动过程中克服阻力做的功以及距离;
(3)在离弯道口距离为的位置,司机先采取“不踩刹车减速”滑行一段距离后,立即采取“刹车减速”,汽车仍恰好能以的安全速度进入弯道,求的大小。
【答案】(1)3×104W
(2)6.75×105J,675m
(3)75m
【解析】
【小问1详解】
汽车原来匀速直线行驶时的功率
【小问2详解】
根据动能定理可知
根据
可得x1=675m
【小问3详解】
设采取“不踩刹车减速”滑行一段距离后速度为v,由题意可知,
其中
解得x2=75m
14. 如图所示,传送带与水平面夹角,传送带在电动机的带动下,始终保持的速率顺时针运行,传送带下端A点与上端B点间的距离。现将一质量的小工件无初速地放于A点,已知工件与传送带间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小,,。
(1)求工件刚放上传送带时的加速度大小;
(2)求工件从A点至B点的过程中传送带对工件做的功;
(3)若每隔把一个工件无初速地放于A点,工件至B点时即脱离传送带。求满载与空载相比,传送带需要增加的功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
工件放在传送带上后,根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
工件沿传送带向上做匀加速直线运动,设加速时间为,加速位移为,则有,
解得,
故传送带对工件做功为
代入数据解得
【小问3详解】
若每隔把一个工件无初速地放于A点,由于加速到与传送带共速所用时间为;共速后相邻工件的距离为
又
可知则满载时传送带上共有8个工件,其中2个受滑动摩擦力,6个受静摩擦力。因此满载与空载时相比,传送带需要增加的功率为
代入数据解得
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