题目内容

【题目】如图所示,为光电计时器的实验简易示意图,当有不透光物体从光电门间通过时, 光电计时器就可以显示物体的挡光时间,实验中所选用的光电门传感器可测的最短时间为0.01ms.光滑水平导轨 MN 上放两个相同物块 A B,其宽度 a =3.0×10-2m,左端挡板处 有一弹射装置 P,右端 N 处与水平传送带平滑连接,今将挡光效果好,宽度为 d =3.6×10-3m 的两块黑色磁带分别贴在物块 A B 上,且高出物块,并使高出物块部分在通过光电门时 挡光.传送带水平部分的长度 L =8m,沿逆时针方向以恒定速度 v =6m/s 匀速传动.物块 A、B 与传送带间的动摩擦因数0.2 ,质量 mA =mB =1kg.开始时在 A B 之间压缩一轻弹簧,锁定其处于静止状态,现解除锁定,弹开物块 A B,迅速移去轻弹簧,之后两物块第一次通过光电门,计时器显示读数均为 t =9.0×10-4s. g 10m/s2.试求:

(1)弹簧储存的弹性势能

(2)物块 B 沿传送带向右滑动的最远距离 Sm

(3)物块 B 滑回水平面 MN 的速度大小

(4)若物体 B 返回水平面 MN 后与被弹射装置 P 弹回的物块 A 在水平面上相碰,且 A B 碰后互换速度,则弹射装置 P 至少必须对物块 A 做多少功,才能在 AB 碰后使 B 刚好能 Q 端滑出?物块 B 在此滑离皮带的运动过程中,与传送带之间因摩擦产生的内能 ΔE 多大?(计算结果可用根号表示)

【答案】解:(1)解除锁定弹开物块AB后,两物体的速度大小

弹簧储存的弹性势能

2)物块B滑上传送带匀减速运动,当速度减为零时,滑动的距离最远.

由动能定理得:

得:

3)物块B沿传送带向左返回时,先匀加速运动,物块速度与传送带速度相同时再一起匀速运动,设物块B加速到传送带速度v需要滑动的距离为

表明物块B滑回水平面MN的速度没有达到传送带的速度

所以:

4)设弹射装置对物块A做功为,则:

AB碰后速度互换,B的速度=

B要刚好能滑出传送带的Q端,由能量关系有:

mA=mB, 联立解得:

B滑过传送带的过程中,传送带移动的距离:

因摩擦产生的内能为:

【解析】

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网