题目内容
如图所示,光滑水平面MN的左端M处有一弹射装置P,右端N处与水平传送带恰平齐接触,传送带水平部分长度L=8 m ,沿逆时针方向以恒定速度v = 6m/s 匀速转动。放在水平面上的两相同小物块A.B间有一被压缩的轻质弹簧,弹性势能Ep =16J,弹簧与物块A相连接,与B不连接,物块A.B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2。物块A.B质量mA=mB=1kg。现把A.B由静止开始释放,弹簧绞刑,在B离开弹簧时,A未与弹射装置P碰撞,B未滑上传送带。g取10m/s2。
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求 (1)物块B滑上传送带后,向右运动的最远处(从地面上看)离N点的距离
(2)物块B从滑上传送带到返回到N端的时间。
(3)物块B回到水平面MN上后压缩被弹射装置P弹回的A上的弹簧,B与弹簧分离时,A.B互换速度,然后B再滑上传送带。则弹射装置P必须给A做多少功都能使得B能从Q端滑出。
(1)弹簧弹开的过程中,系统机械能守恒:
①
由动量守恒有:
②
由①②联立解得:
③
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:
④
解得:
⑤
(2)物块B先向右匀减速运动,直到速度减小到零,然后反方向匀加速运动,回到皮带左端时速度大小仍为4m/s
由动量定理:
⑥
解得:
⑦
(3)设弹射装置给A做功为W,
⑧
AB碰后速度互换,B的速度:
⑨
B要滑出平台Q端,由能量关系有:
⑩
又![]()
由⑧⑨⑩联立解得:
代入数据解得:W≥8J
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