如图所示,光滑水平面MN的左端M处固定有一能量补充装置P,使撞击它的物体*回后动能在原来基础上增加一定值。右端...
问题详情:
如图所示,光滑水平面MN的左端M处固定有一能量补充装置P,使撞击它的物体*回后动能在原来基础上增加一定值。右端N处与水平传送带恰好平齐且靠近,传送带沿逆时针方向以恒定速率v0匀速转动,水平部分长度L=9m。放在光滑水平面上的两相同小物块A、B(均视为质点)间有一被压缩的轻质*簧,**势能Ep =9J,*簧与A、B均不粘连,A、B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,物块质量mA=mB=lkg。现将A、B同时由静止释放,*簧*开物块A和B后,迅速移去轻*簧,此时,A还未撞击P,B还未滑上传送带。取g = 10m/s2。求:
(1)A、B刚被*开时的速度大小
(2)试通过计算判断B第一次滑上传送带后,能否从传送带右端滑离传送带
(3)若B从传送带上回到光滑水平面MN上与被*回的A发生碰撞后粘连,一起滑上传送带。要使二者一起滑离传送带,求P应给A至少补充的动能E与传送带速度v0的关系。
【回答】
知识点】机械能守恒 动能定理 动量守恒定律 E3 E2 F2
【*解析】(1) (2) 不能(3)若B从传送带上回到光滑水平面MN上与被*回的A发生碰撞后粘连,一起滑上传送带.则P应给A至少补充108J动能才能使二者一起滑离传送带.
解析:(1) *簧*开的过程中,系统机械能守恒
由动量守恒有
联立以上两式解得
(2) 假设B不能从传送带右端滑离传送带,则B做匀减速运动直到速度减小到零,
设位移为s。 由动能定理得
解得
不能从传送带右端滑离传送带。
(其它方法判断正确的,同样给分)
(3) 设物块A撞击P后被反向*回的速度为设补充能量为E
功能关系可知:
B与A发生碰撞后粘连共速为由动量守恒定律可得:
要使二者能一起滑离传送带,要求
物块B的运动情况分两种情况讨论:
1)若传送带速度v0足够大,物块B滑上传送带时在传送带上先向右做匀减速运动,直到速度减小到零,然后反方向做匀加速运动,由运动对称*可知物块B回到皮带左端时速度v2大小为
即当传送带时 联立上四式得:
2)当传送带时 物块B的运动情况是:滑上传送带先向右减速至速度为0,然后反向做加速至与传送带速度相等一起匀速运动回到左端,
联立上四式得:
【思路点拨】(1)A、B被*簧*开的过程实际是*模型,符合动量守恒、系统机械能守恒,根据能量守恒和动量守恒求出分开后,A、B的速度大小, (2)物块A撞击P后被反向*回,根据功能关系和动量守恒定律求解 (3)物块B在传送带上先向右做匀减速运动,直到速度减小到零,然后反方向做匀加速运动,由动量守恒定律和功能关系求解.
知识点:未分类
题型:未分类