下圖所示為研究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，傳送帶足夠長，皮帶輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，帶動皮帶以恒定速度v＝2.0 m/s勻速傳動．三個質(zhì)量均為m＝1.0 kg的滑塊A、B、C置于水平導(dǎo)軌上，開始時在B、C間有一壓縮的輕彈簧，兩滑塊用細繩相連處于靜止狀態(tài)．滑塊A以初速度v0＝4.0 m/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＝4.0 m/s滑上傳送帶．已知滑塊C與傳送帶間的動摩擦因數(shù)m ＝0.20，重力加速度g取10 m/s2．

(1)求滑塊C在傳送帶上向右滑動距N點的最遠距離sm；

(2)求彈簧鎖定時的彈性勢能Ep；

(3)求滑塊C在傳送帶上運動的整個過程中與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能Q．

答案：
解析：

　　解：(1)滑塊C滑上傳送帶做勻減速運動，當速度減為零時，滑動的距離最遠．

　　由動能定理

　　解得sm＝4.0 m

　　(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

　　2mv1＝2mv2＋mvC

　　解得v1＝，v2＝0

　　由能量守恒定律

　　

　　解得Ep＝4.0 J

　　(3)因為v0＞v，滑塊在傳送帶上向右勻減速運動，設(shè)滑塊C在傳送帶上運動的加速度為a，滑塊速度減為零的時間為t1，向右的位移為s1，在同樣時間內(nèi)傳送帶向左的位移為x1，根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式

　　

　　s1＝sm＝4.0 m

　　x1＝vt1＝4.0 m

　　設(shè)滑塊C向左勻加速運動速度達到傳送帶速度v的時間為t2，位移為s2，這段時間內(nèi)傳送帶的位移為x2，根據(jù)運動學(xué)公式

　　

　　x2＝vt2＝2.0 m

　　滑塊C相對傳送帶滑動的總距離D x＝(x1＋s1)＋(x2－s2)

　　解得D x＝9.0 m

　　滑塊C與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能Q＝m mgD x＝18 J


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?海淀區(qū)二模）如圖所示為研究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，傳送帶足夠長，皮帶輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，帶動皮帶以恒定速度v=2.0m/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，開始時在B、C間有一壓縮的輕彈簧，兩滑塊用細繩相連處于靜止狀態(tài)．滑塊A以初速度v0=4.0m/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=4.0m/s滑上傳送帶．已知滑塊C與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.20，重力加速度g取10m/s2．

（1）求滑塊C在傳送帶上向右滑動距N點的最遠距離sm；
（2）求彈簧鎖定時的彈性勢能Ep；
（3）求滑塊C在傳送帶上運動的整個過程中與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能Q．

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科目：高中物理 來源：海淀區(qū)二模 題型：問答題

如圖所示為研究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，傳送帶足夠長，皮帶輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，帶動皮帶以恒定速度v=2.0m/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，開始時在B、C間有一壓縮的輕彈簧，兩滑塊用細繩相連處于靜止狀態(tài)．滑塊A以初速度v0=4.0m/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=4.0m/s滑上傳送帶．已知滑塊C與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.20，重力加速度g取10m/s2．

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（1）求滑塊C在傳送帶上向右滑動距N點的最遠距離sm；
（2）求彈簧鎖定時的彈性勢能Ep；
（3）求滑塊C在傳送帶上運動的整個過程中與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能Q．

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科目：高中物理 來源： 題型：

下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之間用細繩相連，其間有一壓縮的輕彈簧，處于靜止狀態(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)，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：2009年北京市海淀區(qū)高考物理二模反饋試卷（解析版） 題型：解答題

如圖所示為研究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，傳送帶足夠長，皮帶輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，帶動皮帶以恒定速度v=2.0m/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，開始時在B、C間有一壓縮的輕彈簧，兩滑塊用細繩相連處于靜止狀態(tài)．滑塊A以初速度v=4.0m/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=4.0m/s滑上傳送帶．已知滑塊C與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.20，重力加速度g取10m/s2．

（1）求滑塊C在傳送帶上向右滑動距N點的最遠距離sm；
（2）求彈簧鎖定時的彈性勢能Ep；
（3）求滑塊C在傳送帶上運動的整個過程中與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能Q．

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