题目内容
【题目】(18分)如图所示,光滑水平台面MN上放两个相同小物块A、B,右端N处与水平传送带理想连接,传送带水平部分长度L=8m,沿逆时针方向以恒定速度v0=2m/s匀速转动。物块A、B(大小不计,视作质点)与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.2,物块A、B质量均为m=1kg。开始时A、B静止,A、B间压缩一轻质短弹簧。现解除锁定,弹簧弹开A、B,弹开后B滑上传送带,A掉落到地面上的Q点,已知水平台面高h=0.8m,Q点与水平台面间右端间的距离S=1.6m,g取10m/s2。
(1)求物块A脱离弹簧时速度的大小;
(2)求弹簧储存的弹性势能;
(3)求物块B在水平传送带上运动的时间。
【答案】(1)4m/s;(2)16J;(3)4.5s。
【解析】试题分析:(1)A作平抛运动,竖直方向:(2分),水平方向:(2分)
解得:vA=4m/s(1分)
(2)解锁过程系统动量守恒:(2分)
由能量守恒定律:(2分)
解得:Ep="16J" (1分)
(3)B作匀变速运动,由牛顿第二定律,(1分)
解得:(1分)
B向右匀减速至速度为零,由,解得SB=4m<L=8m,所以B最终回到水平台面。(1分)
设B向右匀减速的时间为t1:(1分)
设B向左加速至与传送带共速的时间为t2,(1分)
由(1分),共速后做匀速运动的时间为t3:(1分)
总时间:(1分)
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