题目内容

15．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，右端N处与水平传送带理想连接，今将宽度为d=3.6×10-3m的黑色磁带贴在物块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=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速传动．物块B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，质量mA=2kg，mB=1kg．开始时在A、B间压缩一轻弹簧P（且与A、B不拴接），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，物块B第一次通过光电门，计时器显示读数为t=9.0×10-4s．取g=10m/s2，则（　　）
A．物块A、B被弹簧弹开的速度vA=vB=4m/s
B．弹簧储存的弹性势能为12J
C．故物块B沿传送带向右滑动的最远距离为3m
D．物块B在传送带上滑动的全过程中因摩擦产生的热量Q=48J

分析 由速度公式可以求出B的速度，弹开过程系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出A的速度；
根据速度的定义式即可求得A和B的速度，弹簧储存的弹性势能转化为A与B的动能的和；
物块滑上传送带后受到摩擦力的作用，由牛顿第二定律求得加速度，当B相对于地面的速度等于0时位移最大，然后由位移公式求得位移；
物块B在传送带上滑动的全过程中先向右减速，然后随传送带向右加速，当B与初速度的速度相等时，二者停止相对滑动，由功能关系求得产生的内能．

解答 解：A、物块A、B被弹簧弹开后的速度为：vB=$\frac{d}{t}$=4m/s，弹簧弹开过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mAvA-mBvB=0，代入数据解得：vA=2m/s，故A错误；
B、故弹簧储存的弹性势能EP=$\frac{1}{2}$mAvA2+$\frac{1}{2}$mBvB2，代入数据解得：EP=12J，故B正确；
C、物块B在传送带上的加速度为a，由牛顿第二定律得：μmBg=mBa，代入数据解得：a=2m/s2，故物块B沿传送带向右滑动的最远距离：sm=$\frac{{{v}_{B}}^{2}}{2a}$=4m＜L=8m，故C错误；
D、由C可知，物块向左滑行的最大距离小于传送带长度，物体速度变为零后反向加速运动，物块在传送带上运动的总时间为：t′=$\frac{2{v}_{B}}{a}$=4s，传送带的位移：s传=vt′=6×4=24m，整个过程中物块在传送带上的位移为零，物块与传送带的相对位移：s=s传=24m，故因摩擦产生的热量：Q=μmBgs=0.2×1×10×24=48J，故D正确；
故选：BD

点评 本题是复杂的力学综合题，综合了运动学公式、牛顿第二定律、机械能守恒等多个知识，分析运动过程，选择解题规律是关键．

练习册系列答案
相关题目
1．如图1所示：某同学对实验装置进行调节并观察实验现象：

①图甲、图乙是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是甲．
②下述现象中能够观察到的是：AC
A．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
B．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
C．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄
D．去掉滤光片后，干涉现象消失．
6．如图所示，在半径为R的水平圆盘中心轴正上方口处水平抛出一小球，圆盘以角速度ω作
匀速转动，当圆盘半径ob恰好转到与初速度方向相同且平行的位置时，将小球抛出，要使球与圆盘只碰一次，且落点为b，重力加速度为g，小球抛点a距圆盘的高度^和小球的初速度v0可能应满足（　　）
A．h=$\frac{g{π}^{2}}{{ω}^{2}}$，v0=$\frac{Rω}{2π}$B．h=$\frac{8{π}^{2}}{{ω}^{2}}$，v0=$\frac{Rω}{4π}$
C．h=$\frac{2g{π}^{2}}{{ω}^{2}}$，v0=$\frac{Rω}{6π}$D．h=$\frac{32{π}^{2}g}{{ω}^{2}}$，v0=$\frac{Rω}{8π}$
3．下列说法正确的是（　　）
A．物体在合力等于零的情况下运动时机械能一定守恒
B．物体在恒力作用时一定做直线运动
C．匀强磁场中的通电直导线受到的安培力方向一定与磁场方向垂直
D．匀强电场中任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
10．下列说法正确的是（　　）
A．马拉车前进，马先对车施力，车后对马施力，否则车就不能前进
B．射出枪口的子弹，能打到很远的距离，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用
C．根据效果命名的同一名称的力，性质可能不同
D．一个力一定存在施力物体但不一定存在受力物体
20．如图所示，在斜面顶端a处以速度V1水平抛出一小球，恰好落在斜面底端P处；今在P点上方与a等高的b处以速度v2水平抛出另一小球，恰好落在斜面的中点Q处．不计空气阻力，则两球分别到达斜面P、Q时瞬时速度之比为（　　）
A．$\sqrt{2}$：1B．1：$\sqrt{2}$C．：1：2D．2：1
7．一本书放在水平桌面上静止，以下说法错误的是（　　）
A．桌面对书的支持力的大小等于书的重力大小，它们是一对平衡力
B．书所受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力
C．书对桌面的压力就是书的重力，它们是同一性质的力
D．书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力
4．如图是某电场中的电场线，在该电场中有A、B两点，下列说法正确的是（　　）
A．A点的场强比B点的场强小
B．A点的场强方向与B点的场强方向相同
C．将同一点电荷分别放在A、B两点，放在A点的加速度比放在B点的加速度大
D．因为A、B两点没有电场线通过，所以电荷放在这两点不会受电场力作用
5．如图示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，∠A=30°，∠C=90°，三棱镜材料的折射率n=$\sqrt{3}$．一条与BC面夹角为θ=30°最终的出射光线与最初的入射光线的夹角是多少？

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