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

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 

由⑧⑨⑩联立解得:      

代入数据解得:W≥8J   

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