题目内容

光电计时器的实验简易示意图如下,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.光滑水平导轨MN上放两相同小物块A、B,左端挡板处有一弹射装置P,右端N处与水平传送带理想连接,今将挡光效果好,宽度为d=3.6×10-3 m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上,且高出物块,并使高出物块部分在通过光电门时挡光.传送带水平部分长度L=8 m,沿逆时针方向以恒定速度v=6 m/s匀速传动.物块A、B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,质量mA=mB=1 kg.开始时在A、B间压缩一轻弹簧,锁定其处于静止状态,现解除锁定,弹开A、B,迅速移去轻弹簧,A物块第一次通过光电门,计时器显示读数为t=9.0×10-4 s.取g=10 m/s2,试求:

(1)弹簧储存的弹性势能EP

(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A做多少功,才能在AB碰后使B刚好能从Q端滑出;

(5)求在第(4)问的过程中滑块B与传送带之间因摩擦而产生的内能ΔE.

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