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如图甲所示,质量m1=2.0kg的物块A随足够长的水平传送带一起匀速运动,传送带...

如图甲所示,质量m1=2.0kg的物块A随足够长的水平传送带一起匀速运动,传送带的速度大小v=3.0m/s,方向如图所示;在A的右侧L=2.5m处将质量m2=3.0kg的物块B无初速度放上传送带。已知在AB碰后瞬间B相对传送带的速度大小为1.0m/s,之后当其中某一物块相对传送带的速度为零时,传送带立即以大小为2.0m/s2的加速度制动,最后停止运动。传送带的运动情况不受物块AB的影响,且AB碰撞的时间极短。设两物块与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.10。求:

1)物块B刚开始滑动时的加速度。

2)碰撞后两物块的速度。

3)两物块间的最大距离。

 

(1)1m/s2,方向水平向右(2)A的速度大小是1.5 m/s,方向水平向右;B的速度大小是2 m/s,方向水平向右(3)1m 【解析】 (1)物块B刚开始滑动时: μmg=ma a=1m/s2 方向水平向右; (2)设经t1时间A、B两物块相碰: L+at12=v带t1 解得: t1=1s,t1′=5s(舍去) 碰前B的速度 v2=at1=1m/s 由相对速度公式知碰后B的速度 v2′=2 m/s或v2″=4 m/s 碰撞过程动量守恒定律: m1v带+m2v2=m1v1′+m2v2′ 解得: v1′=1.5 m/s m1v带+m2v2=m1v1″+m2v2″ 解得: v1″=-1.5 m/s 由于 因此这组数据舍去。 所以碰后A的速度大小是1.5 m/s,方向水平向右;B的速度大小是2 m/s,方向水平向右 (3)因碰后两物块都做匀加速运动,加速度都1m/s2,所以B先与传送带速度相同。设B匀加速时间是t2,由 v带=v2′+at2 知 t2=1s 此时A的速度 v3=v1′+at2=2.5 m/s<v带 故从t2之后A继续匀加速运动,B和传送带各自做匀减速运动,直到A和传送带达到共同速度v4后,A的摩擦力反向就开始匀减速运动.设A继续匀加速的时间为t3,则: v4=v3+at3=v带-a带t3 解得 t3=s ,v4=m/s 此时B的速是 v5=v带-at3=m/s 之后A、B都做加速度大小是1m/s2的匀减速直线运动,因为此后B的速度始终大于A的速度,所以当A、B都停下时两物块间的距离最大。 碰后B运动的总位移 xB= 碰后A运动的总位移 xA= 两物块间最大距离 Δx= xB-xA=1m  
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考点分析:
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如图所示为过山车简易模型,它由光滑水平轨道和竖直面内的光滑圆形轨道组成,Q点为圆形轨道最低点,M点为最高点,圆形轨道半径R=0.32 m.水平轨道PN右侧的水平地面上,并排放置两块长木板c、d,两木板间相互接触但不粘连,长木板上表面与水平轨道PN平齐,木板c质量m3=2.2 kg,长L=4 m,木板d质量m4=4.4 kg.质量m2=3.3 kg的小滑块b放置在轨道QN上,另一质量m1=1.3 kg的小滑块aP点以水平速度v0向右运动,沿圆形轨道运动一周后进入水平轨道与小滑块b发生碰撞,碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失.碰后a沿原路返回到M点时,对轨道压力恰好为0.已知小滑块b与两块长木板间动摩擦因数均为μ0=0.16,重力加速度g=10 m/s2.

(1)求小滑块a与小滑块b碰撞后,ab的速度大小v1v2;

(2)若碰后滑块b在木板c、d上滑动时,木板c、d均静止不动,c、d与地面间的动摩擦因数μ至少多大?(木板c、d与地面间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

(3)若不计木板c、d与地面间的摩擦,碰后滑块b最终恰好没有离开木板d,求滑块b在木板c上滑行的时间及木板d的长度.

 

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一质量为M6 kg的木板B静止于光滑水平面上,物块A质量为6 kg,停在B的左端。质量为1 kg的小球用长为0.8 m的轻绳悬挂在固定点O上,将轻绳拉直至水平位置后,由静止释放小球,小球在最低点与A发生碰撞后反弹,反弹所能达到的最大高度为0.2 m,物块与小球可视为质点,不计空气阻力。已知AB间的动摩擦因数μ0.1,为使AB达到共同速度前A不滑离木板,求:

(1)木板B至少多长。

(2)从小球释放到AB达到共同速度,球及AB组成的系统损失的机械能。

 

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如图所示,半径R=0.5m的光滑半圆轨道竖直固定在高h=0.8m的光滑水平台上并与平台平滑连接,平台CDL=1.2m。平台上有一用水平轻质细线栓接的完全相同的物块m1m2组成的装置QQ处于静止状态。装置Q中两物块之间有一处于压缩状态的轻质小弹簧(物块与弹簧不栓接)。某时刻装置Q中细线断开,待弹簧恢复原长后,m1m2两物块同时获得方向相反的水平速度,m1经半圆轨道的最高点A后,落在水平地面上的M点,m2落在水平地面上的P点。已知ml=m2=0.2kg,不计空气阻力,g10m/s2。若两物块之间弹簧被压缩时所具有的弹性势能为7.2J,求:

1)物块m1通过平台到达半圆轨道的最高点A时对轨道的压力;

2)物块m1m2相继落到水平地面时PM两点之间的水平间距。

 

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在粗糙绝缘的水平面上的同一直线上有ABC三个质量都为m的物体(都可视为质点),其中物体C被固定,其带电量为+Q,它产生的电场在竖直面MN的左侧被屏蔽。物体B带电量为+q,恰好处在被屏蔽区边缘;物体A不带电。此时AB均静止,它们相距l1BC相距l2。现对位于P点的物体A施加一水平向右的瞬时冲量,A在向右运动过程中与B碰撞后粘连(碰撞时间极短),并进入电场区前进了lll2)的距离时,由于物体C排斥作用而折回,再次进入被屏蔽区后恰好也前进了l距离时静止。已知物体AB与整个水平面间的动摩擦因数都为μ,求:最初在P点时对物体A施加的瞬时冲量的大小。(竖直面MN不影响物体在两区域间穿行,忽略带电体在MN左侧被屏蔽区域受到的一切电场力)

 

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如图所示,质量为M的平板小车静止在光滑的水平地面上,小车左端放一个质量为m的木块,小车的右端固定一个轻质弹簧.现给木块一个水平向右的瞬时冲量I,木块便沿小车向右滑行,在与弹簧作用后又沿原路返回,并且恰好能到达小车的左端.试求:

1)木块返回到小车左端时小车的动能;

2)弹簧获得的最大弹性势能.

 

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