题目内容

【题目】如图所示,处于原长的轻质弹簧放在固定的光滑水平导轨上,左端固定在竖直的墙上,右端与质量为mB=2kg的滑块B接触但不连接,此时滑块B刚好位于O点。光滑的水平导轨右端与水平传送带理想连接,传送带长度L=2.5m,皮带轮沿顺时针方向转动,带动皮带以恒定速率v=4.0m/s匀速传动。现用水平向左的推力将滑块B缓慢推到M点(弹簧仍在弹性限度内),当撤去推力后,滑块B沿轨道向右运动,滑块B脱离弹簧后以速度vB=2.0m/s向右运动,滑上传送带后并从传送带右端Q点滑出落至地面上的P点。已知滑块B与传送带之间的动摩擦因数μ=0.10,水平导轨距地面的竖直高度h=1.8m,重力加速度g10m/s2

求:(1)水平向左的推力对滑块B所做的功W

2)滑块B从传送带右端滑出时的速度大小;

3)滑块B落至P点距传送带右端的水平距离。

【答案】14J 23m/s 31.8m

【解析】

试题(1)设滑块B脱离弹簧时推力对B所做的功为W,根据动能定理,有:

2分)

2)滑块B滑上传送带后做匀加速运动,设滑块B从滑上传送带到速度达到传送带的速度v所用的时间为t,加速度大小为a,在时间t内滑块B的位移为x

根据牛顿第二定律和运动学公式得:1分)

1分)

1分)

解得:1分)

即滑块B在传送带上一直做匀加速运动,设滑出时的速度为

解得:1分)

3)由平抛运动的规律,则有:

1分)

1分)

解得:1分)

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