段高度相等,所以DE段橡皮筋对弹丸做功较多,即机械能增加的较多,选项D正确;在CD连线中的某一处,弹丸受力平衡,所以从D到C,弹丸的速度先增大后减小,选项B错误。
★11.如图所示,传送带与地面的夹角θ=37°,A、B两端间距L=16 m,传送带以速度v=10 m/s,沿顺时针方向运动,物体m=1 kg,无初速度地放置于A端,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,试求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1)物体由A端运动到B端的时间; (2)系统因摩擦产生的热量。
解析:(1)物体刚放上传送带时受到沿斜面向下的滑动摩擦力,由牛顿第二定律得 mgsin θ+μmgcos θ=ma1
设物体经时间t1加速到与传送带同速,则 1
v=a1t1,x1=a1t12
2
解得a1=10 m/s2,t1=1 s,x1=5 m
设物体与传送带同速后再经过时间t2到达B端,因mgsin θ>μmgcos θ,故当物体与传送带同速后,物体将继续加速,即mgsin θ-μmgcos θ=ma2
1
L-x1=vt2+a2t22
2解得t2=1 s
故物体由A端运动到B端的时间 t=t1+t2=2 s。
(2)物体与传送带间的相对位移 x相=(vt1-x1)+(L-x1-vt2)=6 m 故Q=μmgcos θ·x相=24 J。 答案:(1)2 s (2)24 J
12.(2018·苏北四市模拟)如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其中轨道AB、CD段是光滑的,水平轨道BC的长度s=5 m,轨道CD足够长且倾角θ=37°,A、D两点离轨道BC的高度分别为h1=4.30 m、h2=1.35 m。
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现让质量为m的小滑块自A点由静止释放。已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小; (2)小滑块最终停止的位置距B点的距离。
解析:(1)小滑块从A→B→C→D过程中,由动能定理得 1
mg(h1-h2)-μmgs=mvD2-0
2代入数据解得:vD=3 m/s。
(2)对小滑块运动全过程应用动能定理,设小滑块在水平轨道上运动的总路程为s总,有:mgh1=μmgs总
代入数据解得:s总=8.6 m
故小滑块最终停止的位置距B点的距离为 2s-s总=1.4 m。 答案:(1)3 m/s (2)1.4 m
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