2023年衡水金卷先享题·高三一轮复习夯基卷(辽宁专版) 物理(一)1答案

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15.(15分)摩擦传动装置结构简单，容易制造，在生产、生活中得到了广泛应用。(1)如图甲所示为打印机送纸装置。搓纸辊旋转带动纸张前进走纸，摩擦片在纸张下方贴紧，施加阻力分离纸张，保证只有一张纸前移，避免两张纸同时送入。已知搓纸辊和纸张之间的动摩擦因数为41，纸张之间的动摩擦因数为42，纸张和摩擦片之间的动摩擦因数为以？。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计纸张质量及空气阻力。①电机带动搓纸辊使搓纸辊始终以角速度ω。转动。设一张纸的长度为L,搓纸辊半径为r,求打印机送人一张纸所需的时间。②为保证送纸装置正常工作，求12和43的大小关系。(2)一种使用摩擦传动的变速箱，其内部结构如图乙所示，薄壁圆筒1和薄壁圆筒2均可绕自身的光滑转轴转动，且它们的转轴平行。开始时圆筒2静止，圆筒1以角速度ω转动，某时刻使两圆筒接触，由于摩擦，一段时间后两圆筒接触面间无相对滑动。圆筒1半径为R,质量为m1,圆筒2质量为m2。设两圆筒相互作用过程中无其他驱动力，不计空气阻力。求：①两圆筒无相对滑动时圆筒1的角速度ω'。②从两圆筒接触到无相对滑动过程中系统产生的热量Q。搓纸辊纸张纸张前进方向摩擦片甲【答案】(1)①L②μ1>43>420o7im2(Ro)2(2)①mi②m1十m22(m1+m2）【解析】根据圆周运动知识得v=wor(1分)(1)①因不计纸张质量，加速时间可不考虑，则送入一张纸所需时间为=L=L(2分)v wor②由题意知，接触面间弹力大小相等，则当纸槽内有两张纸时，对于与搓纸辊接触的纸张，搓纸辊对它的最大静摩擦力应大于下面纸张对它的最大静摩擦力，有41>H2(1分)对于与摩擦片接触的纸张，摩擦片对它的最大静摩擦力应大于上面纸张对它的最大静摩擦力，有μ3>μ2(1分)当纸槽内只有一张纸时，纸张仍能送入打印机，同理有μ1>μ3(1分)》故41>μ3>μ2(1分)(2)①把圆筒壁的转动看成“直线”运动，设经过时间t两圆筒壁共速，有v=wR设两圆筒壁间的摩擦力为F:,由动量定理，对圆筒1有-Fit=m (v-WR)(1分)对圆筒2有Ft=m2(v-0)(1分)解得ω'=mI(1分)m1+m2②取筒壁上速度为0'、质量为△m的质元，其动能为2△mu2则圆筒总动能为E,=2(分△mm）=弓m”,其中m为国简质量(1分)由能量转化与守恒得Q=2m1(oR)2-2m12、2m2v2(2分)解得Q=mim2(Rw)22(m1十m2)）(2分)

10.如图所示，水平转台上的小物体α、b通过轻弹簧连接，并静止在转台上，现转台从静止开始缓慢地增大转速（在每个转速下可认为是匀速转动)。已知a、b的质量分别为m、2m,与转台间的动摩擦因数均为4，到转台中心的距离均为r,且与转台保持相对静止，弹簧的原长为r,劲度系数为k,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度为g。以下说法中正确的是A.b与水平转台之间先发生相对滑动B.当a受到的摩擦力为0时，b受到的摩擦力背离圆心C.当b受到的摩擦力为0时，a受到的摩擦力指向圆心D.当a,b均相对转台静止时，转盘的最大角速度大小为，2m【答案】AD【解析】发生相对滑动前，静摩擦力和弹簧弹力的合力提供向心力，当小物体刚要相对转台滑动时，摩擦力达到最大静摩擦力，有kr十um'g=m'ω2r,知ω=十g,质量大的先发生相对滑动，故6先发生湘对滑动，A正m确；当a受到的摩擦力为零时，弹簧弹力充当a的向心力，弹簧弹力与静摩擦力的合力提供b的向心力，b质量较大，故其所需向心力大，所以b受到的摩擦力指向圆心，B错误；当b受到的摩擦力为0时，弹簧弹力充当b的向心力，弹簧弹力与静摩擦力的合力提供a的向心力，a质量较小，故其所需向心力小，所以a受到的摩擦力背离圆心，C错误；当α、b均相对转台静止时，由以上分析可知，b先发生相对滑动，在b刚要相对转台发生滑动时的角速度大小为ω=k+8,D正确。2m