高二物理竞赛试题答案

高二物理竞赛试题答案

第 1 页 共 1 页 高二物理竞赛试卷答案2016.4

一解析:(1)工件在传送带上匀加速:加速度a=μg ,相对传送带运动的时间t =a v v 0-=g

v v μ0-=0.5s .(3分) (2)相邻工件间的距离s =(

t v v 20++vt )-t v v 2

0+=vt =1m .(4分) (3)摩擦力对每个工件做的功为W =221mv -202

1mv =0.75J .(5分) (4)每个工件与传送带之间因摩擦而产生的热量Q =f s 相对=μmg ×(vt -t v v 20+)=0.25J .(6分)

二解析:根据题述,拉力F=mg=50gN 。

设该同学拉动重物的力F 的方向与斜面夹角为φ,分析重物M 受力,如图所示。将各力分别沿斜面方向和垂直斜面方向分解,由平衡条件得:

在垂直斜面方向上:F N +F sin φ-Mg cosθ=0,

式中是斜面对重物的支持力F N ,其大小等于重物对斜面的正压力。 沿斜面方向上: F cos φ- f -Mg sinθ=Ma ,

由摩擦定律,f=μF N

根据题意,重物刚好能被拉动,加速度a 可近似认为等于0,即a=0. 联立解得:M=()()

cos +sin cos sin F g ϕμϕμθθ+。 令μ= tanα,代入上式可得:M=()()

cos +sin F g ϕαθα+。 要使该同学向上拉动的重物质量M 最大 ,上式中分子取最大值,即cos(φ+α)=1 。M max =()sin F

g θα+。

由 μ= tanα=33

可得α=30°, 代入上式可得该同学向上拉动的重物质量M 的最大值M max =()

o o sin 1530F g +=502kg==70.7kg 。 三、解:第一次,小物块受力情况如图所示,设T 1为绳中张力,a 1为两物块加速度的大小, l 为斜面长,则有

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