如圖所示為某種彈射裝置的示意圖,光滑的水平導(dǎo)軌MN右端N處與水平傳送帶理想連接,傳送帶長度L=4.0m,皮帶輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動,帶動皮帶以恒定速率v=3.0m/s勻速傳動.三個質(zhì)量均為m=1.0kg的滑塊A、B、C置于水平導(dǎo)軌上,開始時滑塊B、C之間用細(xì)繩相連,其間有一壓縮的輕彈簧,處于靜止?fàn)顟B(tài).滑塊A以初速度v0=2.0m/s沿B、C連線方向向B運動,A與B碰撞后粘合在一起,碰撞時間極短,可認(rèn)為A與B碰撞過程中滑塊C的速度仍為零.因碰撞使連接B、C的細(xì)繩受擾動而突然斷開,彈簧伸展,從而使C與A、B分離.滑塊C脫離彈簧后以速度vC=2.0m/s滑上傳送帶,并從右端滑出落至地面上的P點.已知滑塊C與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)0.20,重力加速度g取10m/s2

(1)求滑塊C從傳送帶右端滑出時的速度大;

(2)求滑塊B、C用細(xì)繩相連時彈簧的彈性勢能Ep;[來源:]

(3)若每次實驗開始時彈簧的壓縮情況相同,要使滑

 

 
塊C總能落至P點,則滑塊A與滑塊B碰撞前速度的最大值vm是多少?

 

【答案】

(1)滑塊C滑上傳送帶后做勻加速運動,設(shè)滑塊C從滑上傳送帶到速度達(dá)到傳送帶的速度v所用的時間為t,加速度大小為a,在時間t內(nèi)滑塊C的位移為x.

根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式

  

   解得----------6分

即滑塊C在傳送帶上先加速,達(dá)到傳送帶的速度v后隨傳送帶勻速運動,并從右端滑出,則滑塊C從傳道帶右端滑出時的速度為v=3.0m/s…………1分

       (2)設(shè)A、B碰撞后的速度為v1,A、B與C分離時的速度為v2,由動量守恒定律

mv0=2mv­1      2 mv1=2mv­2+mvC

由動量守恒規(guī)律   

解得EP=1.0J2分----------6分

       (3)在題設(shè)條件下,若滑塊A在碰撞前速度有最大值,則碰撞后滑塊C的速度有最大值,它減速運動到傳送帶右端時,速度應(yīng)當(dāng)恰好等于傳遞帶的速度v.

            設(shè)A與B碰撞后的速度為,分離后A與B的速度為,滑塊C的速度為,由能量守恒規(guī)律和動量守恒定律一般

      

            由能量守恒規(guī)律

            由運動學(xué)公式  解得: ----------7分  

【解析】略

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?肇慶一模)如圖所示為某種彈射裝置的示意圖,光滑的水平導(dǎo)軌MN右端N處與水平傳送帶理想連接,傳送帶長度 L=4.0m,皮帶輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動,帶動皮帶以恒定速率v=3.0m/s 勻速傳動.三個質(zhì)量均為m=1.0kg 的滑塊A、B、C置于水平導(dǎo)軌上,開始時滑塊B、C之間用細(xì)繩相連,其間有一壓縮的輕彈簧,處于靜止?fàn)顟B(tài).滑塊A以初速度v0=2.0m/s 沿B、C連線方向向B運動,A與B碰撞后粘合在一起,碰撞時間極短.連接B、C的細(xì)繩受擾動而突然斷開,彈簧伸展,從而使C與A、B分離.滑塊C脫離彈簧后以速度vC=2.0m/s 滑上傳送帶,并從右端滑出落至地面上的P點.已知滑塊C與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.20,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)滑塊C從傳送帶右端滑出時的速度大;
(2)滑塊B、C用細(xì)繩相連時彈簧的彈性勢能Ep;
(3)若每次實驗開始時彈簧的壓縮情況相同,要使滑塊C總能落至P點,則滑塊A與滑塊B碰撞前速度的最大值vm是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?安徽三模)如圖所示為某種彈射裝置的示意圖,輕彈簧左端與一固定擋板相連,光滑的水平導(dǎo)軌MN右端N處與水平傳送帶理想連接,傳送帶長L=4.0m,皮帶輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動,帶動皮帶以速率v=3.0m/s勻速轉(zhuǎn)動.兩個質(zhì)量均為m=1.0kg的滑塊A、B置于水平導(dǎo)軌上.第一次使滑塊A壓縮輕彈簧至某一位置,由靜止釋放,滑塊A離開彈簧后以某一速度與B發(fā)生彈性碰撞,碰后滑塊B以速度vB=2.0m/s滑上傳送帶,并從傳送帶右端P點滑出落至地面上的Q點,已知滑塊B與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.20,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)滑塊B到達(dá)傳送帶右端P點時的速度;
(2)第二次實驗時,使皮帶輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動,帶動皮帶以速率v=3.0m/s勻速轉(zhuǎn)動,仍要使滑塊B落至Q點,則需將滑塊A壓縮彈簧至另一位置由靜止釋放,后與B發(fā)生彈性碰撞,求此過程彈簧對滑塊A做的功W;
(3)在第二次實驗過程中,滑塊B在傳送帶上滑動過程中產(chǎn)生的熱量Q.

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科目:高中物理 來源: 題型:

18分)如圖所示為某種彈射裝置的示意圖,光滑的水平導(dǎo)軌MN右端N處與水平傳送帶理想連接,傳送帶長度L=4.0m,皮帶輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動,帶動皮帶以恒定速率v=3.0m/s勻速傳動。三個質(zhì)量均為m=1.0kg的滑塊A、B、C置于水平導(dǎo)軌上,開始時滑塊B、C之間用細(xì)繩相連,其間有一壓縮的輕彈簧,處于靜止?fàn)顟B(tài);瑝KA以初速度v0=2.0m/s沿B、C連線方向向B運動,A與B碰撞后粘合在一起,碰撞時間極短,可認(rèn)為A與B碰撞過程中滑塊C的速度仍為零。因碰撞使連接B、C的細(xì)繩受擾動而突然斷開,彈簧伸展,從而使C與A、B分離;瑝KC脫離彈簧后以速度vC=2.0m/s滑上傳送帶,并從右端滑出落至地面上的P點。已知滑塊C與傳送帶之問的動摩擦因數(shù)μ=0.20,重力加速度g取10m/s2。求:

   

(1)滑塊c從傳送帶右端滑出時的速度大; 

(2)滑塊B、C用細(xì)繩相連時彈簧的彈性勢能Ep;

(3)若每次實驗開始時彈簧的壓縮情況相同,要使滑塊C總能落至P點,則滑塊A與滑塊B碰撞前速度的最大值Vm是多少?

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年安徽省皖南八校高三第三次聯(lián)考理科綜合物理卷 題型:計算題

如圖所示為某種彈射裝置的示意圖,輕彈簧左端與一固定擋板相連,光滑的水平導(dǎo)軌MN右端N處與水平傳送帶理想連接,傳送帶長L=4.0 m,皮帶輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動,帶動皮帶以速率v=3.0m/s勻速轉(zhuǎn)動.兩個質(zhì)量均為m=1.0 kg的滑塊A、B置于水平導(dǎo)軌上.第一次使滑塊A壓縮輕彈簧至某一位置,由靜止釋放,滑塊A離開彈簧后以某一速度與B發(fā)生彈性碰撞,碰后滑塊B以速度vB=2.0m/s滑上傳送帶,并從傳送帶右端P點滑出落至地面上的Q點,已知滑塊B與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.20,重力加速度g取10m/s2.求:

(1)滑塊B到達(dá)傳送帶右端P點時的速度;

(2)第二次實驗時,使皮帶輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動,帶動皮帶以速率v=3.0 m/s勻速轉(zhuǎn)動,仍要使滑塊B落至Q點,則需將滑塊A壓縮彈簧至另一位置由靜止釋放,后與B發(fā)生彈性碰撞,求此過程彈簧對滑塊A做的功W;

(3)在第二次實驗過程中,滑塊B在傳送帶上滑動過程中產(chǎn)生的熱量Q.

 

 

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