研究物体的运动时，常常用到光电计时器。如图所示，当有不透光的物体通过光电门时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。光滑
| 研究物体的运动时，常常用到光电计时器。如图所示，当有不透光的物体通过光电门时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。光滑水平导轨MN上放置两个物块A和B，左端挡板处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带平滑连接，将两个宽度为d=3.6×10 -3 m的遮光条分别安装在物块A和B上，且高出物块，并使遮光条在通过光电门时挡光。传送带水平部分的长度L=9.0m，沿逆时针方向以恒定速度v=6.0m／s匀速转动。物块B与传送带的动摩擦因数μ=0.20，物块A的质量（包括遮光条）为m A =2.0 kg。开始时在A和B之间压缩一轻弹簧，锁定其处于静止状态，现解除锁定，弹开物块A和B，迅速移去轻弹簧。两物块第一次通过光电门，物块A通过计时器显示的读数t 1 =9.0×10 -4 s，物块B通过计时器显示的读数t 2 =1.8×10 -3 s，重力加速度g取10m／s 2 ，试求： (1)弹簧储存的弹性势能E p ； (2)物块B在传送带上滑行的过程中产生的内能； (3) 若物体B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的A在水平面上相碰，碰撞中没有机械能损失，则弹射装置P必须对A做多少功才能让B碰后从Q端滑出。 |
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赞 tongjiji 春芽
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（1）解除锁定，弹开物块AB后，两物体的速度大小
v A =
m/s，v B =
m/s
由动量守恒有：m A v A =m B v B ①
得m B =4.0 kg
弹簧储存的弹性势能
J②
（2）B滑上传送带先向右做匀减速运动，当速度减为零时，向右滑动的距离最远
由牛顿第二定律得：
③
所以B的加速度：a=2.0m/s 2
B向右运动的距离：
1.0m<9.0米物块将返回 ④
向右运动的时间为：
.0s ⑤
传送带向左运动的距离为：
6.0m⑥
B相对于传送带的位移为：
⑦
物块B沿传送带向左返回时，所用时间仍然为t 1 ，位移为x 1
B相对于传送带的位移为：
⑧
物块B在传送带上滑行的过程中产生的内能：
96J ⑩
或者：（物体B返回到N点时所用时间t＝
＝2s，所以传送带移动距离为x=vt=12m）
（3） 设弹射装置给A做功为W，
AB碰相碰，碰前B的速度向左为
m/s ，碰后的速度设为
规定向右为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得：
碰撞过程中，没有机械能损失：
B要滑出平台Q端，由能量关系有：
所以，得W>84J
v A =
m/s，v B =
m/s由动量守恒有：m A v A =m B v B ①
得m B =4.0 kg
弹簧储存的弹性势能
J②（2）B滑上传送带先向右做匀减速运动，当速度减为零时，向右滑动的距离最远
由牛顿第二定律得：
③所以B的加速度：a=2.0m/s 2
B向右运动的距离：
1.0m<9.0米物块将返回 ④向右运动的时间为：
.0s ⑤传送带向左运动的距离为：
6.0m⑥B相对于传送带的位移为：
⑦物块B沿传送带向左返回时，所用时间仍然为t 1 ，位移为x 1
B相对于传送带的位移为：
⑧物块B在传送带上滑行的过程中产生的内能：
96J ⑩或者：（物体B返回到N点时所用时间t＝
＝2s，所以传送带移动距离为x=vt=12m）
（3） 设弹射装置给A做功为W，
AB碰相碰，碰前B的速度向左为
m/s ，碰后的速度设为
规定向右为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得：
碰撞过程中，没有机械能损失：
B要滑出平台Q端，由能量关系有：
所以，得W>84J
1年前
9
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