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    质量为m1=2.0kg的物块随足够长的水平传送带一起匀速运动，传送带速度大小为v带=3.0m/s，方向如图所示，在m1的右侧L=2.5m处将质量为m2=3.0kg的物块，无初速度放上传送带，在m1、m2碰后瞬间m2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0时，传送带立即以2.0m/s2的加速度制动，最后停止运动．设两物块与传送带间的动摩擦因数均为0.10，传送带的运动情况不受m1、m2的影响，且m1、m2碰撞时间极短．求：
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    （1）物体m2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．

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    （1）刚开始滑动时，
    根据牛顿第二定律得
    a=μg=1m/s2 方向向左
    （2）设经t1时间m1、m2相碰，有
    1
    2
    a
    t21
    +L=vt1    
    t1=1s    t′1=5s（由上述分析可知，不合题意，舍去） 
    碰前m2的速度   v2=at1=1m/s
    由题意可知：碰后m2的速度  v′2=2m/s   或  v∥2=4m/s  
    分别由动量守恒定律得  m1v带+m2v2=m1v′1+m2 v′2与m1v带+m2v2=m1v∥1+m2 v∥2 …1'
    得碰后m1的速度    v′1=1.5m/s   或  v∥1=-1.5m/s      
    检验：由于
    1
    2
    m1
    v2 
    +
    1
    2
    m2
    v21
    ＜
    1
    2
    m1
    v′21
    +
    1
    2
    m2
    v′22

    故v∥1=-1.5m/s，v∥2=4m/s  这组数据舍去 
    ∴碰后m1的速度为v′1=1.5m/s向右，m2的速度为v′2=2m/s向右…1'
    （3）因碰后两物体均做匀加速运动，加速度都为a=1m/s2，所以m2先达到传送带速度，
    设m2达到传送带速度的时间为t2，
    有  v带=v′2+at2       t2=1s
    此时m1的速度v3=v′1+at2=2.5m/s＜v带
    故从t2之后m1继续加速，m2和传送带开始减速，
    直到m1和传送带达到某个共同速度v4后，
    m1所受摩擦力换向，才开始减速运动，
    设m1继续加速的时间为t3
    则v4=v3+a t3=v带-a带t3 t3=
    1
    6
    s
    m1的速度为v4=v3+a t3=
    8
    3
    m/s  
    此时m2的速度为v5=v带-a t3=
    17
    6
    m/s，之后m1、m2均做匀减速运动，
    因为在整个过程中m2的速度始终大于m1的速度，
    所以在m1、m2都静止时两物块位移最大
    m2碰后运动的总位移s2=
    v2-v′22
    2a
    -
    0-v2
    2×(-a)
    =7m
    m1碰后运动的总位移s1=
    v24
    -v′    		21
    2a
    -
    0
    -v24
    2×(-a)
    =6m  
    两物块间最大距离△s=1m．
    答：（1）物体m2刚开始滑动时的加速度是1m/s2 方向向左；
    （2）碰后m1的速度为v′1=1.5m/s向右，m2的速度为v′2=2m/s向右
    （3）两物块间的最大距离是1m．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

     【选做题】请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答，则按A、B两小题评分．

    A.（选修模块3-3）（12分）

    ⑴下列说法正确的是(       )

    A.在一定条件下，物体的温度可以降到0K；

    B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功；

    C.任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小；

    D.系统对外做功16J，向外放热12J，则系统内能减少4J。

    ⑵ 对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是(        )

    A、保持压强不变，同时升高温度并减小体积；

    B、保持温度不变，同时增加体积并减小压强；

    C、保持体积不变，同时增加压强并降低温度；

    D、保持体积和压强不变，降低温度；

     

    ⑶某地区强风速为14m/s，空气的密度为1.3kg/m3，若通过截面积为400m2的风能全部用于使风力发电机转动，且风能的20%转化为电能，求该风力发电机的电功率（结果保留两位有效数字）。

     

    B.（选修模块3-4）（12分）

    （1）下列说法中正确的是(        )

    A.两列机械波发生干涉现象，振动加强的点位移总是最大；

    B.产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动；

    C．如图为一列沿x轴正方向传播的简谐波在t=0时刻的波形图，已知波速为10m/s，则图中x=4m处的P质点振动方程为；

    D．狭义相对论认为真空中的光速在不同的惯性参考系中总是相同的。

     

    (2)已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光(       )

     A.在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大；

     B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较小；

     C.从该玻璃射向空气发生全反射时，红光临界角较大；

     D.用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大。

     

    ⑶一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30o，斜边AB＝a。棱镜材料的折射率为n=。在此截面所在的平面内，一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜，求射出点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况）。

     

     

    C．（选修模块3-5）（12分）

    ⑴下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是            

    A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性

    B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分

    C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象

    D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性

    ⑵氢原子的能级如图所示．有一群处于n=4能级的氢原子，

    这群氢原子能发出       种谱线，发出的光子照射某金

    属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功应小于

         eV．

    ⑶近年来，国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展，它

    利用的核反应方程是→．若和

    迎面碰撞，初速度大小分别为v1、v2，、、He、的质量分别为m1、m2、m3、m4，反应后He的速度大小为v3，方向与的运动方向相同，求中子的速度

    (选取m的运动方向为正方向，不计释放的光子的动量，不考虑相对论效应)．

     

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    科目：高中物理 来源：江苏省盐城中学2010届高三第三次模拟考试 题型：填空题

     【选做题】请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答，则按A、B两小题评分．

    A.（选修模块3-3）（12分）

    ⑴下列说法正确的是(        )

    A.在一定条件下，物体的温度可以降到0K；

    B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功；

    C.任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小；

    D.系统对外做功16J，向外放热12J，则系统内能减少4J。

    ⑵ 对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是(         )

    A、保持压强不变，同时升高温度并减小体积；

    B、保持温度不变，同时增加体积并减小压强；

    C、保持体积不变，同时增加压强并降低温度；

    D、保持体积和压强不变，降低温度；

     

    ⑶某地区强风速为14m/s，空气的密度为1.3kg/m3，若通过截面积为400m2的风能全部用于使风力发电机转动，且风能的20%转化为电能，求该风力发电机的电功率（结果保留两位有效数字）。

     

    B.（选修模块3-4）（12分）

    （1）下列说法中正确的是(        )

    A.两列机械波发生干涉现象，振动加强的点位移总是最大；

    B.产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动；

    C．如图为一列沿x轴正方向传播的简谐波在t=0时刻的波形图，已知波速为10m/s，则图中x=4m处的P质点振动方程为；

    D．狭义相对论认为真空中的光速在不同的惯性参考系中总是相同的。

     

    (2)已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光(        )

     A.在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大；

     B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较小；

     C.从该玻璃射向空气发生全反射时，红光临界角较大；

     D.用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大。

     

    ⑶一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30o，斜边AB＝a。棱镜材料的折射率为n=。在此截面所在的平面内，一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜，求射出点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况）。

     

     

    C．（选修模块3-5）（12分）

    ⑴下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是            

    A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性

    B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分

    C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象

    D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性

    ⑵氢原子的能级如图所示．有一群处于n=4能级的氢原子，

    这群氢原子能发出       种谱线，发出的光子照射某金

    属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功应小于

         eV．

    ⑶近年来，国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展，它

    利用的核反应方程是→．若和

    迎面碰撞，初速度大小分别为v1、v2，、、He、的质量分别为m1、m2、m3、m4，反应后He的速度大小为v3，方向与的运动方向相同，求中子的速度

    (选取m的运动方向为正方向，不计释放的光子的动量，不考虑相对论效应)．

     

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