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如图所示,水平面O点的右侧光滑,左侧粗糙.O点到右侧竖直墙壁的距离为L,一系统由...

如图所示,水平面O点的右侧光滑,左侧粗糙.O点到右侧竖直墙壁的距离为L,一系统由可看作质点AB两木块和一短而硬(即劲度系数很大)的轻质弹簧构成.A、B两木块的质量均为m,弹簧夹在AB之间,与二者接触而不固连.让AB压紧弹簧,并将它们锁定,此时弹簧的弹性势能为E0。若通过遥控解除锁定时,弹簧可瞬时恢复原长.该系统在O点从静止开始在水平恒力F作用下开始向右运动,当运动到离墙S=L/4时撤去恒力F,撞击墙壁后以原速率反弹,反弹后当木块A运动到O点前解除锁定.求

(1)解除锁定前瞬间,AB的速度多少?

(2)解除锁定后瞬间,AB的速度分别为多少?

(3)解除锁定后F、L、E0、m、满足什么条件时,B具有的动能最小,这样A能运动到距O点最远距离为多少?(A与粗糙水平面间的摩擦因数为μ

 

(1)AB的速度大小相等, (2), (3) 【解析】试题分析:(1)由于撞击墙壁后以原速率反弹,则得解除锁定前瞬间A、B的速度大小等于撤去恒力F时的速度大小,根据动能定理求解.(2)解除锁定的过程,A、B和弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒,可由两大守恒求出解除锁定后瞬间A,B的速度.(3)全部的机械能全部转化给A,B具有的动能最小,由(2)结果求出A的速度,再由动能定理求解A能运动到距O点最远的距离. (1)由于撞击墙壁后以原速率反弹,所以解除锁定前瞬间A、B的速度大小相等且等于撤去恒力F时的速度大小,根据动能定理有: ,解得 (2)设解除锁定后,A、B速度分别为;() 由于弹开瞬时,系统动量守恒: 由于解除锁定过程中系统机械能守恒,则有: 由上面三式联立解得: , 或, . 由于,所以应该取: , . (3)若解除锁定后B物体的最小动能应为零,即全部的机械能全部转化给A,即: ,解得: 将上式代入可得最大值: 根据动能定理得: ,所以A距O点的最远距离为:  
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如图所示,质量为M=4kg的木板静止在光滑的水平面上,在木板的右端放置一个质量m=1kg大小可以忽略的铁块,铁块与木板之间的摩擦因数μ=0.4,在铁块上加一个水平向左的恒力F=8N,铁块在长L=6m的木板上滑动。取g=10m/s2。求:

(1)经过多长时间铁块运动到木板的左端.

(2)在铁块到达木板左端的过程中,恒力F对铁块所做的功.

 

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如图所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面。t=0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。已知A的质量mAB的质量mg均为2.0kg,AB之间的动摩擦因数μ1=0.05,B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2。求

(1)物体A刚运动时的加速度aA

(2)t=1.0s时,电动机的输出功率P

(3)若t=1.0s时,将电动机的输出功率立即调整为P=5W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,t=3.8s时物体A的速度为1.2m/s。则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少?

 

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跳绳是一种健身运动。设某运动员的质量是50kg,他一分钟跳绳180次。假定在每次跳跃中,脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的2/5,则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是__________W(g取10m/s2)。

 

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如图所示,质量为m的物体A静止在地面上,其上表面竖直连接着一根长L、劲度系数为k的轻弹簧,现用手拉着弹簧上端P将物体缓慢提高h,则物体的重力势能增加了______,人对弹簧拉力所做的功______物体克服重力所做的功(填“大于”“小于”或“等于”).若弹簧的上端P点升高了H,物体恰已离开地面,则物体的重力势能增加了_____;人对弹簧拉力所做的功_______mgH(填“大于”“小于”或“等于”).

 

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如图所示是某同学探究动能定理的实验装置.已知重力加速度为g,不计滑轮摩擦阻力,该同学的实验步骤如下:

a.将长木板倾斜放置,小车放在长木板上,长木板旁放置两个光电门AB,砂桶通过滑轮与小车相连.

b.调整长木板倾角,使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑,测得砂和砂桶的总质量为m.

c.某时刻剪断细绳,小车由静止开始加速运动.

d.测得挡光片通过光电门A的时间为Δt1,通过光电门B的时间为Δt2,挡光片宽度为d,小车质量为M,两个光电门AB之间的距离为L.

e.依据以上数据探究动能定理.

(1)根据以上步骤,你认为以下关于实验过程的表述正确的是________

A.实验时,先剪断细绳,后接通光电门

B.实验时,小车加速运动的合外力为FMg

C.实验过程不需要测出斜面的倾角

D.实验时,应满足砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M

(2)小车经过光电门AB的瞬时速度为vB________vA________.如果关系式___________在误差允许范围内成立,就验证了动能定理.

 

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