【題目】如圖所示,在水平面上有一彈簧,其左端與墻壁相連,O點為彈簧原長位置,O點左側(cè)水平面光滑。水平段OPL=1 m,P點右側(cè)一與水平方向成θ=30°的足夠長的傳送帶與水平面在P點平滑連接,皮帶輪逆時針動速率為3 m/s。一質(zhì)量為1 kg可視為質(zhì)點的物塊A壓縮彈簧(與彈簧不連接),使彈簧獲得彈性勢能Ep=9 J,物塊與OP段動摩擦因素μ1=0.1。另一與A完全相同的物塊B停在P點,B與皮帶輪的動摩擦因素μ2=,傳送帶足夠長。AB之間發(fā)生的是彈性碰撞,重力加速度g10 m/s2,現(xiàn)釋放A,求:

1)物塊A、B第一次碰撞前的瞬間,A的速率v0

2)從A、B第一次碰撞后到第二次碰撞前,B與傳送帶之間由于摩擦而產(chǎn)生的熱量;

3)物塊A、B是否會發(fā)生第三次碰撞?并請說明理由。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)設(shè)物塊質(zhì)量為m,從釋放A到物塊AB第一次碰撞前的瞬間,據(jù)能量守恒可得:

解得:

(2)設(shè)A、B第一次碰撞后的速度分別為,則:

聯(lián)立解得:、

碰后B沿傳送帶向上做勻減速運動直至速度為0,加速度大小設(shè)為,則:

,解得:

減速運動的時間

減速上滑的位移

此過程中物塊與傳送帶間相對運動路程

此后B反向加速,加速度大小仍為,與傳送帶共速后勻速運動直至與A再次碰撞,

加速時間

加速位移

此過程中相對運動路程

全過程中B與傳送帶之間由于摩擦而產(chǎn)生的熱量

(3)據(jù)(2)分析知,兩物碰撞后交換速度,BA第二次碰撞后,B靜止,A向左以3m/s的速度運動.

設(shè)物體AB能發(fā)生第三次碰撞,且碰前A的速度為

第二次碰撞后,物體A將向左減速經(jīng)過OP段,與彈簧接觸后反彈,然后再減速經(jīng)過OP段,據(jù)能量關(guān)系可得:

,解得:

所以物體A、B能發(fā)生第三次碰撞

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為 M=2Kg 的小車靜止在光滑的水平地面上,其 AB 部分為半徑 R=0.5m 的光滑 1/4 圓弧,BC 部分水平粗糙,BC 長為 L=1m,一質(zhì)量 m=1Kg 可看做質(zhì)點的小物塊從 A 點由 靜止釋放,恰好能滑到 C 點,重力加速度 g 10m/s2,求:

1)小物塊與小車 BC 部分間的動摩擦因數(shù);

2)小物塊從 A 滑到 C 的過程中,小物塊獲得的最大速率.

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【題目】圖甲是回旋加速器的示意圖,其核心部分是兩個“D”形金屬盒,在加速帶電粒子時,兩金屬盒置于勻強磁場中,并分別與高頻電源兩極相連。帯電粒子在磁場中運動的動能及隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示,若忽略帶電粒子在電場中的加速時間,則下列說法正確的是

A. Ek-t圖中應(yīng)有(t2-t1>t3-t2>……>tn-tn-1

B. 高頻電源的變化周期應(yīng)該等于tn-tn-1

C. 要使粒子獲得的最大動能增大,可以增大“D”形盒的半徑

D. 在磁感應(yīng)強度B、“D”形盒半徑R、粒子的質(zhì)量m及其電荷量q不變的情況下,粒子的加速次數(shù)越多,離子的最大動能一定越大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖1,閉合矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強磁場中,磁場的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖2所示.規(guī)定垂直紙面向外為磁場的正方向,線框中順時針電流的方向為感應(yīng)電流的正方向,水平向右為安培力的正方向.關(guān)于線框中的感應(yīng)電流i與ad邊所受的安培力F隨時間t變化的圖象,下列選項正確的是( )

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,勻強磁場的磁感應(yīng)強度BT,邊長L10cm的正方形線圈abcd100匝,線圈電阻r,線圈繞垂直于磁感線的對稱軸OO勻速轉(zhuǎn)動,角速度ω2π rad/s,外電路電阻R,從圖示位置開始計時,轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢瞬時值表達式為e=______V;電壓表的示數(shù)為___V.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑R=2.8m的光滑半圓軌道BC與傾角的粗糙斜面軌道在同一豎直平面內(nèi),兩軌道間由一條光滑水平軌道AB相連,A處用光滑小圓弧軌道平滑連接,B處與圓軌道相切。在水平軌道上,兩靜止小球P,Q壓緊輕質(zhì)彈簧后用細線連在一起。某時刻剪斷細線后,小球P向左運動到A點時,小球Q沿圓軌道到達C點;之后小球Q落到斜面上時恰好與沿斜面向下運動的小球P發(fā)生碰撞。已知小球P的質(zhì)量ml=3.2kg,小球Q的質(zhì)量m2=1 kg,小球P與斜面間的動摩擦因數(shù),剪斷細線前彈簧的彈性勢能EP=1.68J,小球到達A點或B點時已和彈簧分離。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

(1)小球Q運動到C點時的速度;

(2)小球P沿斜面上升的最大高度h;

(3)小球Q離開圓軌道后經(jīng)過多長時間與小球P相碰。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在粗糙的水平地面上放著一左側(cè)截面是半圓的柱狀物體B,在B與豎直墻之間放置一光滑小球A,整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),F(xiàn)用水平力F拉動B緩慢向右移動一小段距離后,它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài),在此過程中,下列判斷正確的是(

A. 小球A對物體B的壓力逐漸增大

B. 小球A對物體B的壓力逐漸減小

C. 墻面對小球A的支持力逐漸減小

D. 墻面對小球A的支持力先增大后減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】汽車在水平路面上由靜止開始做勻加速直線運動,經(jīng)過t10s,發(fā)生位移x30 m.已知汽車的質(zhì)量m4×103 kg,牽引力F5.2×103N.求:

(1) 汽車運動的加速度大小;

(2) 運動過程中汽車所受的阻力大。

(3) 此過程中汽車牽引力的最大功率。

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【題目】一根輕彈簧,下端固定在水平地面上,一個質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點),從距彈簧上端h處自由下落并壓縮彈簧,如圖所示。若以小球下落點為x軸正方向起點,設(shè)小球從開始下落到壓縮彈簧至最大位置為H,不計任何阻力,彈簧均處于彈性限度內(nèi);小球下落過程中加速度a,速度v,彈簧的彈力F,彈性勢能變化的圖像正確的是

A. B. C. D.

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