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题文
光电计时器的实验简易示意图如下,当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间,光滑水平导轨MN上放两相同小物块A、B,其宽度m,左端挡板处有一弹射装置P,右端N处与水平传送带理想连接,今将挡光效果好,宽度为d=m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上,且高出物块,并使高出物块部分在通过光电门时挡光。传送带水平部分长度L=8m,沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速传动。物块A、B与传送带间的动摩擦因数,质量mA=mB=1kg。开始时在A、B间压缩一轻弹簧,锁定其处于静止状态,现解除锁定,弹开A、B,迅速移去轻弹簧,两物块第一次通过光电门,计时器显示读数均为。取g=10 m/s2,试求:
(1)弹簧储存的弹性势能Ep
(2)物块B沿传送带向右滑动的最大距离sm
(3)物块B滑回水平面MN的速度大小v′B
(4)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,且A、B碰后互换速度,则弹射装置P至少必须对A做多少功,才能在AB碰后使B刚好能从Q端滑出。并求此过程中,滑块B与传送带之间因摩擦产生的内能。
题型:计算题难度:偏难来源:广东省模拟题
答案
解:(1)解除锁定弹开AB后,AB两物体的速度大小:
弹簧储存的弹性势能:
(2)B滑上传送带匀减速运动,当速度减为零时,滑动的距离最远
由动能定理得:
得:
(3)物块B在传送带向左返回时,先匀加速运动,物块速度与传送带速度相同时一起匀速运动,设物块B加速到传送带速度v需要滑动的距离为

得:
表明物块B滑回水平面MN的速度没有达到传送带速度
所以:
(4)设弹射装置对A做功为W,则:
AB碰后速度互换,B的速度:
B要刚好能滑出平台Q端,由能量关系有:

联立解得:

B滑过传送带过程,传送带移动的距离:
所求内能:
据魔方格专家权威分析,试题“光电计时器的实验简易示意图如下,当有不透光物体从光电门间通过..”主要考查你对  弹性势能动能定理功能关系  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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弹性势能动能定理功能关系
考点名称:弹性势能
  • 弹性势能:

    1、定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量
    2、弹簧的弹性势能:(x为形变量)。形变越大,弹性势能越大;形变消失,弹性势能为零。
  • 重力势能与弹性势能:



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