分析 (1)A、B被彈簧彈開的過程,系統(tǒng)的合力為零,遵守動量守恒定律,A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能也守恒.
由此列式,可求得物塊B與彈簧分離時速度大小.
(2)物塊B滑上水平傳送帶后先向右勻減速運動,后向左勻加速運動,根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式求兩者的相對位移,即可求得產(chǎn)生的熱量.
(3)A、B整體最后剛好從Q點滑出,那么整體在Q點的速度一定為零,一直做勻減速運動,根據(jù)動能定理求A、B相碰后瞬間的共同速度.由上題的結(jié)果,求出B返回時的速度,那么碰撞前A的速度利用動量守恒定律可求,再利用動能定理知道P對A做的功就等于A的動能.即可求解該問題.
解答 解:(1)對于A、B物塊被彈簧分開的過程系統(tǒng)動量守恒,以向左為正方向,由動量守恒定律得:
mAvA-mBvB=0
由能量守恒定律得:Ep=$\frac{1}{2}$mAvA2+$\frac{1}{2}$mBvB2
代入數(shù)據(jù)得:vA=2m/s,vB=4m/s,
(2)以B物體為研究對象,設(shè)B在傳送帶滑行的最大距離為s,根據(jù)動能定理得:
-μmBgs=0-$\frac{1}{2}$mBvB2,
代入數(shù)據(jù)解得:s=$\frac{4}{3}$m
設(shè)B向右勻減速運動的時間為 t,則有 s=$\frac{{v}_{B}}{2}t$
解得 t=$\frac{2}{3}$s
物體B向左做勻加速運動的過程,加速度大小為 a=$\frac{μ{m}_{B}g}{{m}_{B}}$=μg=6m/s2,
加速到與傳送帶共速的時間 t′=$\frac{v}{a}$=$\frac{2}{6}$=$\frac{1}{3}$s
此過程通過的位移 s′=$\frac{vt′}{2}$=$\frac{2×\frac{1}{3}}{2}$=$\frac{1}{3}$m<L=3m
所以此后物體B向左勻速運動.
物塊B在傳送帶上滑動過程中,產(chǎn)生的熱量是 Q=μmBg•[(s+vt)+(vt′-s′)]
代入數(shù)據(jù)解得 Q=14J
(3)由上分析知,物體B返回到水平面MN后的速度為:vB1=v=2m/s;
設(shè)A與B碰前的速度為vA1,碰撞后兩者的共同速度為v′.
對于A、B共同體向右滑行的過程,根據(jù)動能定理得:
-μ(mA+mB)gL=0-$\frac{1}{2}({m}_{A}+{m}_{B})v{′}^{2}$
代入數(shù)據(jù)解得:v′=6m/s,
對于A、B的碰撞過程,取向右為正方向,由動量守恒定律得:mAvA1-mBvB1=(mA+mB)v′
代入數(shù)據(jù)解得:vA1=10m/s,
由動能定理得:P對A做的功為:W=$\frac{1}{2}$mAvA12,
代入數(shù)據(jù)解得:W=100J;
答:
(1)物塊B與彈簧分離時速度大小是4m/s;
(2)物塊B在傳送帶上滑動過程中,產(chǎn)生的熱量是14J;
(3)彈射裝置P彈出A的過程中,對物塊A做的功是100J.
點評 解決本題的關(guān)鍵要分析清楚兩個物體的運動情況,把握隱含的臨界條件,如剛好從傳送帶的Q端滑出時速度為零,再分段由牛頓定律、運動學(xué)公式和動量守恒定律,能量守恒定律研究.
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 感應(yīng)電動勢大小為4V | B. | 通過R2的電流為0.4A | ||
C. | 電容器兩板間電勢差為4V | D. | 電容器下極板帶負(fù)電 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 金屬絲燈泡比碳絲燈泡亮些 | B. | 碳絲燈泡比金屬絲燈泡亮些 | ||
C. | 兩燈一樣亮 | D. | 無法判斷那一個燈更亮 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 懸浮顆粒越小,布朗運動越顯著 | |
B. | 懸浮顆粒越大,布朗運動越顯著 | |
C. | 液體的溫度越低,布朗運動越顯著 | |
D. | 液體的溫度高低對布朗運動不產(chǎn)生影響 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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