【題目】(18分)如圖所示,光滑的水平導軌右端處與水平傳送帶理想連接,傳送帶長度= 4.0 m,皮帶以恒定速率= 3.0 m/s 順時針轉動.三個質量均為= 1.0 kg 的滑塊、置于水平導軌上,之間有一段輕彈簧剛好處于原長,滑塊與輕彈簧連接,未連接彈簧,、處于靜止狀態(tài)且離點足夠遠,現(xiàn)讓滑塊以初速度= 3.0 m/s 沿連線方向向運動,碰撞后粘合在一起,碰撞時間極短.滑塊脫離彈簧后滑上傳送帶,并從右端滑出落至地面上.已知滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)= 0.1,重力加速度=10m/s2.求:

(1)滑塊、碰撞時損失的機械能;

(2)滑塊在傳送帶上因摩擦產(chǎn)生的熱量

(3)若每次實驗開始時滑塊的初速度大小不相同,要使滑塊滑上傳送帶后總能落至地面上的同一位置,則的取值范圍是什么?

【答案】1 2 3m/sm/s

【解析】

試題分析:(1)設AB碰撞后共同速度為,對A、B有:

動量守恒

碰撞時損失機械能

解得.

(2)設AB碰撞后,彈簧第一次恢復原長時AB的速度為,C的速度為。對A、B、C和彈簧組成的系統(tǒng)從AB碰撞后到彈簧第一次恢復原長的過程中,有:

動量守恒:

機械能守恒:

解得:

C以滑上傳送帶,假設勻加速直線運動位移為時與傳送帶共速,由運動學公式

解得m<

加速運動的時間為,有:s

C在傳送帶上滑過的相對位移為m

摩擦生熱

3設A的最大速度為,滑塊C在與彈簧分離時的速度為、AB的速度為,則C在傳送帶上一直勻減速直線運動直到在P點與傳送帶共速,有:

解得:m/s

設A的最小速度為,滑塊C在與彈簧分離時的速度為、AB的速度為,則C在傳送帶上一直勻加速直線運動直到在P點與傳送帶共速,有: 解得m/s

對A、B、C和彈簧組成的系統(tǒng)從AB碰撞后到彈簧第一次恢復原長的過程中,有:

動量守恒:

機械能守恒:

解得m/s

同理m/s

所以 m/sm/s

練習冊系列答案
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【題目】甲、乙兩車從同一地點沿相同方向由靜止開始做直線運動,它們運動的加速度隨時間變化圖象如圖所示。關于兩車的運動情況,下列說法正確的是( )

A.在0~4 s內甲車做勻加速直線運動,乙車做加速度減小的加速直線運動

B.在0~2 s內兩車間距逐漸增大,2~4 s內兩車間距逐漸減小

C.在t=2 s時甲車速度為3 m/s,乙車速度為4.5 m/s

D.在t=4 s時甲車恰好追上乙車

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A.橡皮條固定端得位置

B.描下O點的位置和兩細繩的方向

C.橡皮條伸長后的總長度

D.兩個彈簧測力計的讀數(shù)

2)做實驗時,根據(jù)測量結果在白紙上畫出如圖所示的圖示圖中O為橡皮條與細繩套的結點,圖中________F1F2的合力的理論值;________F1F2的合力的實際測量值

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A.小船船頭垂直河岸渡河時間最短,最短時間為t=.速度最大,最大速度為vmax

B.小船軌跡沿y軸方向渡河位移最小、速度最大,最大速度為vmax

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【題目】驗證動量守恒定律的實驗中:

(1)在確定小球落地點的平均位置時通常采用的做法是______________________,其目的是減小實驗中的________(選填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”).

(2)入射小球每次必須從斜槽上______________滾下,這是為了保證入射小球每一次到達斜槽末端時速度相同.

(3)入射小球的質量為m1,被碰小球的質量為m2,在m1m2時,實驗中記下了O、M、PN四個位置(如圖所示),若滿足____________________(用m1、m2、OM、OPON表示),則說明碰撞中動量守恒;若還滿足_____________________(只能用OM、OP、ON表示),則說明碰撞前后動能也相等.

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A.從BC邊界離開電場

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C.在電場中的運動時間為

D.離開電場時的動能為mv

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A. W1<W2,q1<q2 B. W1<W2,q1q2 C. W1>W2,q1q2 D. W1>W2,q1>q2

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A. 等于7.9 km/s

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