精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

如图所示,光滑水平面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,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匀速转动。物块A、B(大小不计)与传送带间的动摩擦因数。物块A、B质量mA=mB=1kg。开始时A、B静止,A、B间压缩一轻质弹簧,贮有弹性势能Ep=16J。现解除锁定,弹开A、B。求:

(1)物块B沿传送带向右滑动的最远距离。

(2)物块B滑回水平面MN的速度。

(3)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必须给A做多少功才能让AB碰后B能从Q端滑出。

【解析】试题包括四个物理过程:①弹簧解除锁定,AB相互弹开的过程,系统动量、机械能守恒。②B滑上传送带匀减速运动的过程,用动能定理或动力学方法都可以求解。③B随传送带匀加速返回的过程,此过程可能有多种情况,一直匀加速,先匀加速再匀速。④B与A的碰撞过程。遵守动量守恒定律。

(1)解除锁定弹开AB过程中,系统机械能守恒:   ①                               

由动量守恒有: mAvA=mBvB         ②      由①②得: m/s   m/s                  

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:

        ③              所以m                                  

(2)物块B沿传送带向左返回时,先匀加速运动,物块速度与传送带速度相同时一起匀速运动,物块B加速到传送带速度v需要滑动的距离设为,

由                 ④   得9m                                      

说明物块B滑回水平面MN的速度没有达到传送带速度, =4m/s    

(3)设弹射装置给A做功为,      ⑤        

AB碰后速度互换,B的速度  =     ⑥         

B要滑出平台Q端,由能量关系有:.   ⑦   又mA=mB

所以,由⑤⑥⑦得                        ⑧  

解得    W ≥ 8 J                                                

【点评】本题是一道动量、能量与动力学相结合的试题。试题的物理情景考生并不陌生,是对“传送带”类试题的创新。此类试题能够很好地将主干知识和基本方法揉合在一起进行考查,是一道难得的试题。从题目包含的考点看,涉及到受力分析、牛顿运动定律、运动学公式,动量、能量守恒等多个主干知识点,从题目包含的物理过程看,涉及到碰撞、匀变速运动等基本物理过程。试题较好地体现了《大纲》规定的对考生理解、推理、分析综合、应用数学处理物理问题等能力的考查要求。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,脱离弹簧后当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点.试求:
(1)弹簧开始时的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功;
(3)物体离开C点后落回水平面时的速度大小和方向.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,光滑水平面与一半径为R处在竖平面内的光滑圆轨道相切,质量为m的小球(可视为质点)以初速度v0向右运动进入圆轨道,在图中虚线位置脱离轨道,重力加速度为g,下述说法正确的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

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与处于同一高度的水平传送带之间的距离可忽略,水平部分NQ的长度L=8m,皮带轮逆时针转动带动传送带以v=2m/s的速度匀速转动.MN上放置两个质量都为m=1.0kg的小物块A、B,它们与传送带间的动摩擦因数为μ=0.4.开始时,A、B静止,A、B间压缩一轻质弹簧,其弹性势能EP=16J.现解除锁定,弹开A、B,并迅速移走弹簧.
(1)求物块B被弹开时速度的大小;
(2)A与P相碰后静止,当物块B返回水平面MN后,A被P弹出,A、B相碰后粘在一起向右滑动,要使A、B连接体刚好从Q端滑出,求P对A做的功.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?如东县模拟)如图所示,光滑水平面AB与竖直面内粗糙的半圆形导轨在B点衔接,BC为导轨的直径,与水平面垂直,导轨半径为R,一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处.小球从A处由静止释放被弹开后,以速度v经过B点进入半圆形轨道,之后向上运动恰能沿轨道运动到C点,求:
(1)释放小球前弹簧的弹性势能;
(2)小球到达C点时的速度和落到水平面时离B点的距离;
(3)小球在由B到C过程中克服阻力做的功.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,光滑水平面内,一根细绳一端固定,另一端系一小球,现让小球在水平面内做匀速圆周运动,则(  )

查看答案和解析>>

同步练习册答案