實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.docx

實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律一、基本實(shí)驗(yàn)要求1實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證機(jī)械能守恒定律2實(shí)驗(yàn)原理通過實(shí)驗(yàn)，求出做自由落體運(yùn)動(dòng)物體的重力勢(shì)能的減少量和相應(yīng)過程動(dòng)能的增加量，若二者相等，說明機(jī)械能守恒，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律3實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電源、紙帶、復(fù)寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺(tái)(附鐵夾)、導(dǎo)線兩根4實(shí)驗(yàn)步驟(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖安裝儀器(2)將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔(3)用手提著紙帶，讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并處于靜止?fàn)顟B(tài)，然后接通電源，松開紙帶，讓重物自由落下，紙帶上打下一系列小點(diǎn)(4)從幾條打下點(diǎn)的紙帶中挑選出點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量，Ekmv，Epmgdn，vn.(5)計(jì)算對(duì)比Ep與Ek.5實(shí)驗(yàn)結(jié)論在誤差允許的范圍內(nèi)，自由落體運(yùn)動(dòng)過程機(jī)械能守恒二、規(guī)律方法總結(jié)1誤差分析(1)測(cè)量誤差：減小測(cè)量誤差的方法，一是測(cè)下落距離時(shí)都從0點(diǎn)量起，一次將各打點(diǎn)對(duì)應(yīng)下落高度測(cè)量完，二是多測(cè)幾次取平均值(2)系統(tǒng)誤差：由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，故動(dòng)能的增加量Ekmv必定稍小于重力勢(shì)能的減少量Epmghn，改進(jìn)辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力2注意事項(xiàng)(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直：安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以減少摩擦阻力(2)重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料(3)應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作，后松開紙帶讓重物下落(4)測(cè)長(zhǎng)度，算速度：某時(shí)刻的瞬時(shí)速度的計(jì)算應(yīng)用vn，不能用vn或vngt來計(jì)算3驗(yàn)證方案方案一：利用起點(diǎn)和第n點(diǎn)：驗(yàn)證ghnv.方案二：任取較遠(yuǎn)兩點(diǎn)A、B：驗(yàn)證ghABvv.1在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下列物理量需要用工具直接測(cè)量的有()A重錘的質(zhì)量B重力加速度C重錘下落的高度D與重錘下落高度對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度解析：由機(jī)械能守恒定律列方程，等式兩邊都有質(zhì)量可消去，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；只要測(cè)重錘下落高度，計(jì)算出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的瞬時(shí)速度即可，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；重力加速度在本實(shí)驗(yàn)中作為已知量，不需測(cè)量，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤答案：C2 (2017郴州模擬)如圖所示為“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平回答下列問題：(1)(多選)為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要的器材有_(填入正確選項(xiàng)前的字母)A米尺B秒表C012 V的直流電源 D012 V的交流電源(2)實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有_(寫出兩個(gè)原因)解析：(1)需要米尺來測(cè)量紙帶上的點(diǎn)之間的距離，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需用交流電源，故A、D正確(2)紙帶與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間存在摩擦力；測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間距離時(shí)的讀數(shù)有誤差；計(jì)算勢(shì)能變化時(shí)，選取的兩點(diǎn)距離過近；交流電源頻率不穩(wěn)定(選取兩個(gè)原因即可)答案：(1)AD(2)見解析3有4條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所用交流電頻率均為50 Hz)打出的紙帶A、B、C、D，其中一條是做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的為找出該紙帶，某同學(xué)在每條紙帶上選取了點(diǎn)跡清晰的、連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出相鄰兩個(gè)點(diǎn)間的距離依次為x1、x2、x3.請(qǐng)你根據(jù)下列x1、x2、x3的測(cè)量結(jié)果確定該紙帶為_(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.791 m/s2)A61.0 mm，65.8 mm，70.7 mmB41.2 mm，45.1 mm，53.0 mmC49.6 mm，53.5 mm，57.3 mmD60.5 mm，61.0 mm，60.0 mm解析：由于驗(yàn)證機(jī)械能守恒是采用重錘的自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，所以相鄰的0.02 s內(nèi)的位移增加量為xgT29.7910.022 m3.9 mm，可知C正確答案：C4(2016課標(biāo)全國卷)某同學(xué)用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz.打出紙帶的一部分如圖(b)所示 圖(a) 圖(b)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒有記錄交流電的頻率f，需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其他題給條件進(jìn)行推算(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出：在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重物下落的速度大小為_，打出C點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為_，重物下落的加速度大小為_(2)已測(cè)得s18.89 cm，s29.50 cm，s310.10 cm；當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80 m/s2，實(shí)驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%.由此推算出f為_Hz.解析：(1)重物勻加速下落時(shí)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得vBf(s1s2)vCf(s2s3)由s3s12aT2得a.(2)根據(jù)牛頓第二定律，有mgkmgma根據(jù)以上各式，化簡(jiǎn)得f代入數(shù)據(jù)可得f40 Hz.答案：(1)f(s1s2)f(s2s3)f2(s3s1)(2)401(2016邵陽模擬)如圖甲是“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)小圓柱由一根不可伸長(zhǎng)的輕繩拴住，輕繩另一端固定將輕繩拉至水平后由靜止釋放在最低點(diǎn)附近放置一組光電門，測(cè)出小圓柱運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的擋光時(shí)間t，再用游標(biāo)卡尺測(cè)出小圓柱的直徑d，如圖乙所示，重力加速度為g.則(1)小圓柱的直徑d_cm.(2)測(cè)出懸點(diǎn)到圓柱重心的距離l，若等式gl_成立，說明小圓柱下擺過程機(jī)械能守恒(3)若在懸點(diǎn)O安裝一個(gè)拉力傳感器，測(cè)出繩子上的拉力F，則要驗(yàn)證小圓柱在最低點(diǎn)的向心力公式還需要測(cè)量的物理量是_(用文字和字母表示)，若等式F_成立，則可驗(yàn)證小圓柱在最低點(diǎn)的向心力公式解析：(1)小圓柱的直徑d10 mm20.1 mm10.2 mm1.02 cm.(2)根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mglmv2，所以只需驗(yàn)證glv2，就說明小圓柱下擺過程中機(jī)械能守恒(3)若測(cè)量出小圓柱的質(zhì)量m，則在最低點(diǎn)由牛頓第二定律得Fmgm，若等式Fmg成立，則可驗(yàn)證小圓柱在最低點(diǎn)的向心力公式答案：(1)1.02 (2)(3)小圓柱的質(zhì)量mmg2在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量m200 g的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖所示O為紙帶下落的起始點(diǎn)，A、B、C為紙帶上選取的三個(gè)連續(xù)的點(diǎn)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間9.8 m/s2，那么：(1)計(jì)算B點(diǎn)瞬時(shí)速度時(shí)，甲同學(xué)采用v2gxOB，乙同學(xué)采用vB，其中_(填“甲”或“乙”)同學(xué)所選擇的方法更符合實(shí)驗(yàn)的要求(2)在計(jì)算重力勢(shì)能時(shí)，關(guān)于重力加速度g的數(shù)值，丙同學(xué)用當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度代入，丁同學(xué)通過對(duì)紙帶上的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，用紙帶下落的加速度代入，其中_(填“丙”或“丁”)同學(xué)的做法是正確的(3)某同學(xué)想根據(jù)紙帶上的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)一步計(jì)算重物和紙帶下落過程中所受到的阻力，他先算紙帶下落的加速度，進(jìn)而算出阻力Ff_ N(保留一位有效數(shù)字)解析：由該實(shí)驗(yàn)的原理可知，實(shí)驗(yàn)中的速度不能用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律來計(jì)算，因此乙同學(xué)的方法更符合實(shí)驗(yàn)要求由于要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，因此要代入當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，而不是紙帶的加速度，所以丙同學(xué)的做法正確；由牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合紙帶中得到的實(shí)際加速度可以計(jì)算出阻力答案：(1)乙(2)丙(3)0.063(2016青島模擬)在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖所示其中O是起始點(diǎn)，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)，電源頻率為50 Hz.該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中(單位 cm)(1)這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合讀數(shù)要求的是_，應(yīng)記作_cm.(2)該同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭9.80 m/s2，他用AC段的平均速度作為跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的瞬時(shí)速度，則該段重錘重力勢(shì)能的減少量為_，而動(dòng)能的增加量為_(均保留三位有效數(shù)字，重錘質(zhì)量用m表示)，這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量_動(dòng)能的增加量，原因是_解析：(1)本實(shí)驗(yàn)測(cè)量長(zhǎng)度用的是毫米刻度尺，故三個(gè)數(shù)據(jù)中15.7是不合理的，應(yīng)記做15.70，最后一位是估讀(2)O點(diǎn)到B點(diǎn)的距離h12.54 cm，故減少的勢(shì)能Epmgh1.23m；計(jì)算O點(diǎn)到B點(diǎn)的動(dòng)能增加量，應(yīng)先計(jì)算出B點(diǎn)的瞬時(shí)速度vB，由圖可知vB m/s1.547 5 m/s，故Ekmv1.20m.由以上數(shù)據(jù)可知EpEk，其原因在于紙帶與限位孔之間有摩擦或空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)也帶來影響答案：(1)15.7 15.70(2)1.23m 1.20m 大于 有阻力做負(fù)功4(2017太原模擬)某實(shí)驗(yàn)小組在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，提出了如圖所示的甲、乙兩種方案：甲方案為用自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，乙方案為用小車在斜面上下滑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(1)組內(nèi)同學(xué)對(duì)兩種方案進(jìn)行了深入的討論分析，最終確定了一個(gè)大家認(rèn)為誤差相對(duì)較小的方案，你認(rèn)為該小組選擇的方案是_，理由是_(2)若該小組采用圖甲的裝置打出了一條紙帶如圖丙所示，相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02 s，請(qǐng)根據(jù)紙帶計(jì)算出B點(diǎn)的速度大小為_m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)圖丙(3)該小組內(nèi)同學(xué)根據(jù)紙帶算出了相應(yīng)點(diǎn)的速度，作出v2h 圖線如圖丁所示，請(qǐng)根據(jù)圖線計(jì)算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭_m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)采用乙方案時(shí)，由于小車與斜面間存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小車在下滑的過程中機(jī)械能不守恒，故乙方案不能用于驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(2)vB m/s1.37 m/s.(3)因?yàn)閙ghmv2，所以gk，k為圖線的斜率，求得g9.8 m/s2.答案：(1)甲理由見解析(2)1.37(3)9.85(2017吉林模擬)某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律該同學(xué)經(jīng)正確操作得到打點(diǎn)紙帶，在紙帶后段每?jī)蓚€(gè)計(jì)時(shí)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次為1、2、3、4、5、6、7，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個(gè)點(diǎn)的距離h，并正確求出打相應(yīng)點(diǎn)時(shí)的速度v.各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)見下表：圖甲計(jì)數(shù)點(diǎn)1234567h/m0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777v/(ms1)1.942.332.733.133.50v2/(m2s2)3.765.437.459.8012.3請(qǐng)?jiān)谌鐖D乙所示的坐標(biāo)系中，描點(diǎn)作出v2h圖線；由圖線可知，重錘下落的加速度g_m/s2(保留三位有效數(shù)字)；若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭9.80 m/s2，根據(jù)作出的圖線，能粗略驗(yàn)證自由下落的重錘機(jī)械能守恒的依據(jù)是_.圖乙解析：若機(jī)械能守恒，則滿足v22gh，則v2h圖線的斜率表示當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊?倍，所作的圖線可求出斜率為19.5，故g9.75 m/s2，誤差允許的范圍內(nèi)gg，故機(jī)械能守恒答案：如圖所示 9.75(9.699.79均可)圖線為通過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，所求g與g基本相等6(2016恩施模擬)某同學(xué)利用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩光電門1、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過輕質(zhì)定滑輪與鉤碼相連(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，如果滑塊_，則表示氣墊導(dǎo)軌調(diào)整至水平狀態(tài)(2)(多選)不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，滑塊從軌道右端向左運(yùn)動(dòng)的過程中，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門1的時(shí)間小于通過光電門2的時(shí)間實(shí)施下列措施能夠讓導(dǎo)軌水平的是_A調(diào)節(jié)P使軌道左端升高一些B調(diào)節(jié)Q使軌道右端降低一些C遮光條的寬度應(yīng)適當(dāng)大一些D滑塊的質(zhì)量增大一些E氣源的供氣量增大一些(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)出光電門1、2間的距離L，遮光條的寬度d，滑塊和遮光條的總質(zhì)量M，鉤碼質(zhì)量m.由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門1、2的時(shí)間t1、t2，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式是_解析：滑塊從軌道右端向左運(yùn)動(dòng)的過程中，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門1的時(shí)間小于通過光電門2的時(shí)間，說明滑塊加速向左運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌右端較高，能夠讓導(dǎo)軌水平的是：調(diào)節(jié)Q使軌道右端降低一些或調(diào)節(jié)P使軌道左端升高一些，選項(xiàng)A、B正確根據(jù)機(jī)械能守恒定律，系統(tǒng)重力勢(shì)能減少量mgL應(yīng)該等于動(dòng)能增加量(mM)(mM)，即mgL(mM)(mM).答案：(1)能在氣墊導(dǎo)軌上靜止或做勻速運(yùn)動(dòng)或滑塊經(jīng)兩個(gè)光電門的時(shí)間相等 (2)AB(3) mgL(mM)(mM)這類模型一般不難，各階段的運(yùn)動(dòng)過程具有獨(dú)立性，只要對(duì)不同過程分別選用相應(yīng)規(guī)律即可，兩個(gè)相鄰的過程連接點(diǎn)的速度是聯(lián)系兩過程的紐帶很多情況下平拋運(yùn)動(dòng)末速度的方向是解決問題的重要突破口1(2017咸陽模擬)如圖所示是翻滾過山車的模型，光滑的豎直圓軌道半徑R2 m，入口的平直軌道AC和出口的平直軌道CD均是粗糙的，質(zhì)量m2 kg的小車與水平軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，加速階段AB的長(zhǎng)度l3 m，小車從A點(diǎn)由靜止開始受到水平拉力F60 N的作用，在B點(diǎn)撤去拉力，試問(g取10 m/s2)：(1)要使小車恰好通過圓軌道的最高點(diǎn)，小車在C點(diǎn)的速度為多少？(2)滿足第(1)問的條件下，小車能沿著出口平直軌道CD滑行多遠(yuǎn)的距離為多少？(3)要使小車不脫離軌道，平直軌道BC段的長(zhǎng)度范圍為多少？解析：(1)設(shè)小車恰好通過最高點(diǎn)的速度為v0，則有mg，由C點(diǎn)到最高點(diǎn)滿足機(jī)械能守恒定律，有mvmg2Rmv，解得vC10 m/s.(2)小車由最高點(diǎn)滑下到最終停止在軌道CD上，由動(dòng)能定理有mg2RmgxCD0mv，聯(lián)立解得xCD10 m(3)小車經(jīng)過C點(diǎn)的速度vC10 m/s就能做完整圓周運(yùn)動(dòng)小車由A到C由動(dòng)能定理得Flmg(lxBC)mv，解得xBC5 m小車進(jìn)入圓軌道時(shí)，上升的高度hR2 m時(shí)，小車返回而不會(huì)脫離軌道，由動(dòng)能定理有Flmg(lxBC)mgh0，解得xBC11 m綜上可得，xBC5 m或者xBC11 m時(shí)小車不脫離軌道答案：(1)10 m/s(2)10 m(3)xBC5 m或者xBC11 m2. 如圖所示，用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)管彎成的“S”形軌道固定于豎直平面內(nèi)，其彎曲部分是由兩個(gè)半徑均為R0.2 m的半圓平滑對(duì)接而成(圓的半徑遠(yuǎn)大于細(xì)管內(nèi)徑)軌道底端A與水平地面相切，頂端與一個(gè)長(zhǎng)為l0.9 m的水平軌道相切于B點(diǎn)一傾角為37的傾斜軌道固定于右側(cè)地面上，其頂點(diǎn)D與水平軌道的高度差為h0.45 m，并與其他兩個(gè)軌道處于同一豎直平面內(nèi)，一質(zhì)量為m0.1 kg的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))在A點(diǎn)被彈射入“S”形軌道內(nèi)，沿軌道ABC運(yùn)動(dòng)，并恰好從D點(diǎn)無碰撞地落到傾斜軌道上小物體與BC段間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5(不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：(1)小物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)所用的時(shí)間；(2)小物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)“S”形軌道的作用力大小和方向；(3)小物體在A點(diǎn)獲得的動(dòng)能解析：(1)小物體從C點(diǎn)到D點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，有vy3 m/s，tan ，解得vC4 m/s.小物體做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t10.3 s.小物體從B到C做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得mgma，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得vv2al，代入數(shù)據(jù)解得vB5 m/s.小物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t20.2 s，小物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)所用的總時(shí)間為tt1t20.5 s.(2)小物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，設(shè)其受到軌道的作用力方向向下，由牛頓第二定律得FNmgm，解得FN11.5 N.由牛頓第三定律得對(duì)軌道的作用力大小FNFN11.5 N 方向豎直向上(3)小物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程，由機(jī)械能守恒定律得EkA4mgRmv，解得EkA2.05 J.答案：(1)0.5 s (2)11.5 N豎直向上 (3)2.05 J1方法技巧若一個(gè)物體或多個(gè)物體參與了多個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，有的過程只涉及運(yùn)動(dòng)和力的問題或只要求分析物體的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，則要用動(dòng)力學(xué)方法求解；若某過程涉及做功和能量轉(zhuǎn)化問題，則要考慮應(yīng)用動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律或功能關(guān)系求解2 解題模板3(2017鄭州模擬)如圖所示，生產(chǎn)車間有兩個(gè)相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙，甲的速度為v0.小工件離開甲前與甲的速度相同，并平穩(wěn)地傳到乙上，工件與乙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.乙的寬度足夠大，重力加速度為g.(1)若乙的速度為v0，求工件在乙上側(cè)向(垂直于乙的運(yùn)動(dòng)方向)滑過的距離s；(2)若乙的速度為2v0，求工件在乙上剛停止側(cè)向滑動(dòng)時(shí)的速度大小v；(3)保持乙的速度2v0不變，當(dāng)工件在乙上剛停止滑動(dòng)時(shí)，下一只工件恰好傳到乙上，如此反復(fù)若每個(gè)工件的質(zhì)量均為m，除工件與傳送帶之間摩擦外，其他能量損耗均不計(jì)，求驅(qū)動(dòng)乙的電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率.解析：(1)摩擦力與側(cè)向的夾角為45，側(cè)向加速度大小axgcos 45，勻變速直線運(yùn)動(dòng)2axs0v，解得s.(2)設(shè)t0時(shí)刻摩擦力與側(cè)向的夾角為，側(cè)向、縱向加速度的大小分別為ax、ay，則tan .很小的t時(shí)間內(nèi)，側(cè)向、縱向的速度增量vxaxt，vyayt，解得tan .且由題意知tan ，則tan .所以摩擦力方向保持不變，則當(dāng)vx0時(shí)，vy0，即v2v0.(3)工件在乙上滑動(dòng)時(shí)側(cè)向位移為x，沿乙速度方向的位移為y，由題意知axgcos ，aygsin ，在側(cè)向上2axx0v，在縱向上2ayy(2v0)20，工件滑動(dòng)時(shí)間t，乙前進(jìn)的距離y12v0t，工件相對(duì)乙的位移L，則系統(tǒng)摩擦生熱QmgL，電動(dòng)機(jī)做功Wm(2v0)2mvQ，由，解得.答案：(1)(2)2v0(3)4(2017石家莊模擬)如圖為某生產(chǎn)流水線工作原理示意圖足夠長(zhǎng)的工作平臺(tái)上有一小孔A，一定長(zhǎng)度的操作板(厚度可忽略不計(jì))靜止于小孔的左側(cè)，某時(shí)刻開始，零件(可視為質(zhì)點(diǎn))無初速度地放上操作板的中點(diǎn)，同時(shí)操作板在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，直至運(yùn)動(dòng)到A孔的右側(cè)(忽略小孔對(duì)操作板運(yùn)動(dòng)的影響)，最終零件運(yùn)動(dòng)到A孔時(shí)速度恰好為零，并由A孔下落進(jìn)入下一道工序已知零件與操作板間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.05，零件與工作臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.025，不計(jì)操作板與工作臺(tái)間的摩擦重力加速度g10 m/s2.求：(1)操作板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大??；(2)若操作板長(zhǎng)L2 m，質(zhì)量M3 kg，零件的質(zhì)量m0.5 kg，則操作板從A孔左側(cè)完全運(yùn)動(dòng)到右側(cè)的過程中，電動(dòng)機(jī)至少做多少功？解析：(1)設(shè)零件向右運(yùn)動(dòng)距離x時(shí)與操作板分離，此過程歷經(jīng)時(shí)間為t，此后零件在工作臺(tái)上做勻減速運(yùn)動(dòng)直到A孔處速度減為零，設(shè)零件質(zhì)量為m，操作板長(zhǎng)為L(zhǎng)，取水平向右為正方向，對(duì)零件，有分離前：1mgma1，分離后：2mgma2，且xa1t2.以后做勻減速運(yùn)動(dòng)的位移為：x，對(duì)操作板，有xat2.聯(lián)立以上各式解得a，代入數(shù)據(jù)得a2 m/s2.(2)將a2 m/s2，L2 m代入a1t2at2，解得t s操作板從A孔左側(cè)完全運(yùn)動(dòng)到