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某种弹射装置的示意图如图所示,光滑的水平导轨MN右端N处与倾斜传送带理想连接,传...

某种弹射装置的示意图如图所示,光滑的水平导轨MN右端N处与倾斜传送带理想连接,传送带长度L=15.0m,皮带以恒定速率v=5.0m/s 顺时针转动.三个质量均为m=1.0kg 的滑块A、B、C置于水平导轨上,B、C之间有一段轻弹簧刚好处于原长,滑块B与轻弹簧连接,C未连接弹簧,B、C处于静止状态且离N点足够远,现让滑块A以初速度v0=6.0m/s 沿B、C连线方向向B运动,A与B碰撞后粘合在一起,碰撞时间极短.滑块C脱离弹簧后滑上倾角θ=370传送带,并从顶端沿传送带方向滑出斜抛落至地面上.已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ=0.8,重力加速度g=10m/s2, sin37o=0.6, cos37o=0.8.

求:(1)滑块A、B碰撞时损失的机械能;

(2)滑块C在传送带上因摩擦产生的热量Q;

 

(1)9J(2)(3)8J 【解析】试题分析:(1)A、B碰撞过程水平方向的动量守恒,由此求出二者的共同速度;由功能关系即可求出损失的机械能;(2)A、B碰撞后与C作用的过程中ABC组成的系统动量守恒,应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出C与AB分开后的速度,C在传送带上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律求出加速度,然后应用匀变速直线运动规律求出C相对于传送带运动时的相对位移,由功能关系即可求出摩擦产生的热量. (1)设A与B碰撞后共同速度为,对A、B有: 动量守恒① 碰撞时损失机械能② 解得 (2)设A、B碰撞后,弹簧第一次恢复原长时AB的速度为,C的速度为。 由动量守恒: ③ 由机械能守恒: ④ 解得 C以滑上传送带,假设匀加速的直线运动位移为时与传送带共速,由运动学公式 , 解得 加速运动的时间为t,有⑤ 所以相对位移⑥ 摩擦生热。  
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1)还缺少的实验器材是                       

2)实验时为保证滑块受到的合力与沙、小桶的总重力大小基本相等,沙和小桶的总质量应满足的条件是               ,实验时为保证细线的拉力等于滑块所受的合外力,首先要做的步骤是                   

3)在(2)问的基础上,让小桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出该两点的间距为L,打下该两点时滑块的速度大小为),已知当地的重力加速度为,写出实验要验证的动能定理表达式      (用题中所给的字母表示)。

 

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如图所示,某同学利用电子秤、轻质材料做成的凹形轨道,研究小球通过凹形轨道的运动。由于小球质量远大于凹形轨道的质量,下面计算中可以忽略凹形轨道的质量。已知凹形轨道最下方为半径为R的圆弧轨道,重力加速度为g。

(1)把凹形轨道放在电子秤上,小球放在轨道最低点,电子秤读数为

(2)让小球从离轨道最低点H处由静止释放,当小球通过轨道最低点时,电子秤读数为

(3)根据电子秤两次读数可知,小球通过轨道最低点时的速度为__________。这说明小球通过凹形轨道最低点时处于_________(填“超重”“失重”或“平衡”)状态。

(4)小球从离轨道最低点高H处由静止释放到通过最低点的过程中克服摩擦力做功为______

 

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