题目内容
【题目】如图所示,光滑水平面MN左端挡板处有一弹射装置P,右端N处与同高度的水平传送带平滑连接,水平传送带长度L=3m,以v=2m/s的速度向左匀速运动.质量分别为mA=2.0kg、mB=1.0kg的小物块A、B间压缩一轻质弹簧,其弹性势能Ep=12J并锁定。现将锁定的A、B系统置于光滑的水平面MN上,解除锁定。A、B被弹开后,迅速移走弹簧,之后物块A与P相碰并静止于P处,物块B滑上水平传送带。A、B与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.6.当物块B返回水平面MN后,A被弹射装置P弹出。A、B相碰后粘在一起向右滑动。刚好从传送带的Q端滑出。求:
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(1)物块B与弹簧分离时速度大小;
(2)物块B在传送带上滑动过程中,产生的热量是多少;
(3)弹射装置P弹出A的过程中,对物块A做的功。
【答案】(1)
(2)18J(3)100J
【解析】
(1)A、B弹时,规定A物块运动方向为正方向,根据动量守恒有:
,
根据机械能守恒定律有:
,
解得:
;
(2)因为vB>v,所以物块B对地运动,向右一直匀减速运动直至为零,然后向左匀加速运动,达到速度v后匀速运动。设向右为正方向,
对物块B根据动量定理:
,
得
;
根据动能定理:
,
得:
;
物块B在传送带上相对运动时,传送带的位移:
。
物块B相对运动传送带的位移:
,
摩擦生热:
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(3)P弹出物块A的过程中,对物块A做功:
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根据动量守恒有:
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根据动能定理有:
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联立以上三式求得:
。
答:(1)物块B与弹簧分离时速度大小是4m/s;
(2)物块B在传送带上滑动过程中,产生的热量是18J;
(3)弹射装置P弹出A的过程中,对物块A做的功是100J.
【题目】在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,电火花计时器接220V、50Hz交流电源.
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(1)设电火花计时器的周期为T,计算F点的瞬时速度vF的公式为vF=__________;
(2)他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表.以A点对应的时刻为t=0,试在下图所示坐标系中合理地选择标度,作出v--t图象______,并利用该图象求出物体的加速度a=_________(保留两位有效数字)
对应点 | B | C | D | E | F |
速度(m/s) | 0.141 | 0.180 | 0.218 | 0.262 | 0.301 |
(3)如果当时电网中交变电流的电压变成210V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比______________.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)