高二物理竞赛试题答案

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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 ==0.5s.(3分) v -v 0v -v 0=a μg

v +v 0v +v 0t +vt )-t =vt =1m.(4分) 22

1122(3)摩擦力对每个工件做的功为W =mv -mv 0=0.75J.(5分) 22

v +v 0t )(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 -=0.25J.(62(2)相邻工件间的距离s =(

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 +Fsin 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 -Mgsinθ=Ma,

由摩擦定律,f=μFN

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= F (cos ϕ+μsin ϕ)。 g μcos θ+sin θF cos (ϕ+α)令μ= tanα,代入上式可得:M=。 g sin θ+α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 =F

g sin θ+α。

由 μ=

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tanα=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 =F 。 o o g sin 15+

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30三、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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