首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
机械能守恒定律
> 正文
返回
打印
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，
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 互联网
◎ 题目
质量为m
1
=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m
1
的右侧L=2.5m处将质量为m
2
=3.0kg的物块，无初速度放上传送带，在m
1
、m
2
碰后瞬间m
2
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/s
2
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m
1
、m
2
的影响，且m
1
、m
2
碰撞时间极短．求：
（1）物体m
2
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．
◎ 答案
（1）刚开始滑动时，
根据牛顿第二定律得
a=μg=1m/s
2
方向向左
（2）设经t
1
时间m
1
、m
2
相碰，有
1
2
a
t
21
+L=vt
1
t
1
=1s t′
1
=5s（由上述分析可知，不合题意，舍去）
碰前m
2
的速度 v
2
=at
1
=1m/s
由题意可知：碰后m
2
的速度 v′
2
=2m/s 或 v
∥
2
=4m/s
分别由动量守恒定律得 m
1
v
带
+m
2
v
2
=m
1
v′
1
+m
2
v′
2
与m
1
v
带
+m
2
v
2
=m
1
v
∥
1
+m
2
v
∥
2
…1'
得碰后m
1
的速度 v′
1
=1.5m/s 或 v
∥
1
=-1.5m/s
检验：由于
1
2
m
1
v
2
+
1
2
m
2
v
21
＜
1
2
m
1
v′
21
+
1
2
m
2
v′
22
故v
∥
1
=-1.5m/s，v
∥
2
=4m/s 这组数据舍去
∴碰后m
1
的速度为v′
1
=1.5m/s向右，m
2
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/s
2
，所以m
2
先达到传送带速度，
设m
2
达到传送带速度的时间为t
2
，
有 v
带
=v′
2
+at
2
t
2
=1s
此时m
1
的速度v
3
=v′
1
+at
2
=2.5m/s＜v
带
故从t
2
之后m
1
继续加速，m
2
和传送带开始减速，
直到m
1
和传送带达到某个共同速度v
4
后，
m
1
所受摩擦力换向，才开始减速运动，
设m
1
继续加速的时间为t
3
则v
4
=v
3
+a t
3
=v
带
-a
带
t
3
t
3
=
1
6
s
m
1
的速度为v
4
=v
3
+a t
3
=
8
3
m/s
此时m
2
的速度为v
5
=v
带
-a t
3
=
17
6
m/s，之后m
1
、m
2
均做匀减速运动，
因为在整个过程中m
2
的速度始终大于m
1
的速度，
所以在m
1
、m
2
都静止时两物块位移最大
m
2
碰后运动的总位移s
2
=
v
2
-v′
22
2a
-
0
-v
2
2×(-a)
=7m
m
1
碰后运动的总位移s
1
=
v
24
-v′
21
2a
-
0
-v
24
2×(-a)
=6m
两物块间最大距离△s=1m．
答：（1）物体m
2
刚开始滑动时的加速度是1m/s
2
方向向左；
（2）碰后m
1
的速度为v′
1
=1.5m/s向右，m
2
的速度为v′
2
=2m/s向右
（3）两物块间的最大距离是1m．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“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，…”主要考查了你对 【机械能守恒定律】，【动量守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/369368.html
十二生肖
十二星座
