[题目]如图所示为某种弹射装置的示意图.该装置由三部分组成.传送带左边是足够长的光滑水平面.一轻质弹簧左端固定.右端连接着质量M=6.0kg的物块A.装置的中间是水平传送带.它与左右两边的台面等高.并能平滑对接.传送带的皮带轮逆时针匀速转动.使传送带上表面以u=2.0m/s匀速运动.传送带的右边是一半径R=1.25m位于竖直平面内的光滑圆弧� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图所示为某种弹射装置的示意图，该装置由三部分组成，传送带左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M=6.0kg的物块A.装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接.传送带的皮带轮逆时针匀速转动，使传送带上表面以u=2.0m/s匀速运动.传送带的右边是一半径R=1.25m位于竖直平面内的光滑圆弧轨道.质量m=2.0kg的物块B从圆弧的最高处由静止释放.已知物块B与传送带之间的动摩擦因数，传送带两轴之间的距离l=4.5m.设物块A、B之间发生的是正对弹性碰撞，第一次碰撞前，物块A静止.取g=10m/s2.求：

（1）物块B滑到圆弧的最低点C时对轨道的压力；

（2）物块B与物块A第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能；

（3）如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块B经第一次与物块A碰撞后在传送带上运动的总时间.

【答案】（1）60N方向竖直向下（2）12J（3）8s

【解析】（1）设物块B沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为

由机械能守恒知：

得

设物块B滑到圆弧的最低点C时受到的支持力大小为F，

由牛顿第二定律得：

解得：

由牛顿第三定律得：物块B滑到圆弧的最低点C时受到的支持力大小为，

方向竖直向下。

（2）设物块B在传送带上滑动过程中因受摩擦力所产生的加速度大小为a，则：

设物块B通过传送带后运动速度大小为，有

联立解得：

由于，所以即为物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小.

设物块A、B第一次碰撞后的速度分别为、，取向左为正方向，

由动量守恒定律和能量守恒定律得：，

解得，

弹簧具有的最大弹性势能等于碰后物块M的初动能：；

（3）物块B经第一次与物块A碰撞后物块B沿水平台面向右匀速运动.

设物块B在传送带上向右运动的最大位移为，

由动能定理得：

得

所以物块B不能通过传送带运动到右边的曲面上.当物块B在传送带上向右运动的速度为零后，将会沿传送带向左加速运动.可以判断，物块B运动到左边台面时的速度大小为，继而与物块A发生第二次碰撞.设第1次碰撞到第2次碰撞之间，物块B在传送带运动的时间为

由动量定理得：

解得

设物块A、B第二次碰撞后的速度分别为、，取向左为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律得: ，

解得：

当物块B在传送带上向右运动的速度为零后，将会沿传送带向左加速运动.可以判断，物块B运动到左边台面时的速度大小为，继而与物块A发生第3次碰撞.则第2次碰撞到第3次碰撞之间，物块B在传送带运动的时间为t2.

由动量定理得：

解得

同上计算可知：物块B与物块A第三次碰撞、第四次碰撞……第n次碰撞后物块B在传送带运动的时间为tn=s，构成无穷等比数列，公比q=

由无穷等比数列求和公式可知，当n→∞时，有

物块B经第一次与物块A碰撞后在传送带运动的总时间为: .

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，A、B两小球在光滑水平面上分别以动量p1＝4 kg·m/s和p2＝6 kg·m/s(向右为正方向)做匀速直线运动，则在A球追上B球并与之碰撞的过程中，两小球的动量变化量Δp1和Δp2可能分别为(　　)

A. －2 kg·m/s,3 kg·m/s B. 8 kg·m/s,8 kg·m/s

C. 1 kg·m/s, －1 kg·m/s D. －2 kg·m/s,2 kg·m/s

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】一列简谐波在某时刻的图像如图所示,波沿x轴方向传播,经Δt=0.7s,质点b第二次出现在波峰上,求此波的传播速度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是0.2 s后的波形图线．

（1）若波向左传播，求它传播的最小距离；
（2）若波向右传播，求它的最大周期；
（3）若波速为35 m/s，求波的传播方向．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】在光滑水平地面水平放置着足够长的质量为M的木板，其上放置着质量为m带正电的物块（电量保持不变），两者之间的动摩擦因数恒定，且M＞m。空间存在足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场，某时刻开始它们以大小相等的速度相向运动，如图取向右为正方向，则下列图象可能正确反映它们以后运动的是（）

A. A B. B C. C D. D

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，某同学借用“探究加速度与力、质量之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和物体动能变化关系”的实验.

（1）为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫块的位置，改变长木板倾斜程度，根据纸带打出点的间隔判断小车是否做________运动.

（2）按上图所示装置，接通打点计时器电源，由静止释放小车，打出若干条纸带，从中挑选一条点迹清晰的纸带，如图所示.纸带上打出相邻两个点之间的时间间隔为T，O点是打点计时器打出的第一个点，从O点到A、B、C、D、E、F点的距离依次为s1、s2、s3、s4、s5、s6.已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m.由此可求得纸带上由O点到E点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式W＝____________，该小车动能改变量的表达式ΔEk＝________.由于实验中存在误差，所以，W_______ΔEk.（选填“小于”、“等于”或“大于”）.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】物体A做平抛运动，以物体被抛出的位置为原点O，以初速度 v0 的方向为x轴的方向、竖直向下的方向为y轴的方向，建立平面直角坐标系。如图5所示，沿两坐标轴分别放置两个光屏。两束平行光分别沿着与坐标轴平行的方向照射，物体A 在两个光屏上分别留下物体的两个“影子”的坐标分别为x、y，则图6中两个影子的坐标随时间变化关系正确的是　