题文
(18分)如图(甲)示,光滑曲面MP与光滑水平面PN平滑连接,N端紧靠速度恒定的传送装置,PN与它上表面在同一水平面.小球A在MP上某点静止释放,与静置于PN上的工件B碰撞后,B在传送带上运动的v-t图象如图(乙)且t0已知,最后落在地面上的E点.已知重力加速度为g,传送装置上表面距地面高度为H.
(1)求B与传送带之间的动摩擦因数μ;
(2)求E点离传送装置右端的水平距离L;
(3)若A、B发生的是弹性碰撞且B的质量是A的2倍,要使B始终落在E点,试判断A静止释放点离PN的高度h的取值范围.
题型:未知 难度:其他题型
答案
见试题分析
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解析
(1)由v-t图象知,在t0时间内,B的加速度大小
①(1分)
B所受滑动摩擦力大小 f="2" μmg ②(1分)
又由牛顿第二定律可知B所受合力大小 f=2ma ③(1分)
解得 : 
④(1分)
(2)由v-t图象知,小球在传送带上最后的运动阶段为匀速运动,即与传送装置已达到共同速度,它从传送装置抛出的速度vB1=
, 由平抛物体运动规律:
⑤(1分)
⑥(1分)
由①②,代入vB1=
,得:
⑦(1分)
(3)若使B始终落到地面上E点,也必须是以相同速度离开传送装置;设B离开传送带时的速度为
,即有
⑧(1分)
由图象可求出B在传送带上运动时的对地位移始终为
⑨(1分)
设A的质量为m,碰前速度为v,碰后速度vA;B质量为2m,碰后速度vB.
A下滑过程机械能守恒(或动能定理) mgh=
⑩(1分)
A、B碰撞过程,由A、B系统动量守恒 mv = mvA+2mvB ⑪(1分)
A、B系统机械能守恒 
⑫(1分)
联立⑩⑪⑫可解得
,
⑬(1分)
B始终能落到地面上E点,有以下两类情形:
ⅰ.若
,B进入传送带上开始匀减速运动,设B减速到
经过位移为S1,有
⑭(1分),则应满足
联立①⑧⑨⑬⑭式,可得
⑮(1分)
ⅱ.若
,B以速度vB进入传送带上匀加速至
,设此过程B对地位移为S2,有
⑯ (1分),且恒有
联立①⑧⑯式,得
⑰(1分),即
恒成立,
综上所述,要使工件B都落在地面的E点,小球A释放点高度h必须满足条件:
⑱(1分)
【评分说明:①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯⑰⑱各1分,共18分。】
考点
据考高分专家说,试题“(18分)如图(甲)示,光滑曲面MP与光.....”主要考查你对 [匀变速直线运动 ]考点的理解。
匀变速直线运动
定义:
在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动,即加速度恒定的变速直线运动叫匀变速直线运动。
特点:
a=恒量。
匀变速直线运动规律(基本公式):
速度公式:v=
位移公式:x=
速度平方公式:
位移公式:x=
速度平方公式:
位移—平均速度关系式:x=
匀变速直线运动的几个重要推论:
- 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=…=SN-SN-1=ΔS=
匀变速直线运动的几个重要推论:
- 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=…=SN-SN-1=ΔS=

(此公式可以用来判断物体是否做匀变速直线运动)。进一步推论:Sn+m-Sn=
,其中Sn、Sn+m分别表示第n段和第(n+m)段相等时间内的位移,T为相等时间间隔。 - 某段时间内的平均速度,等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,即
。
- 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v0和末速度v平方和一半的平方根,即vs/2=
,其中Sn、Sn+m分别表示第n段和第(n+m)段相等时间内的位移,T为相等时间间隔。
- 某段时间内的平均速度,等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,即
。
- 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v0和末速度v平方和一半的平方根,即vs/2=

。
null
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- 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=…=SN-SN-1=ΔS=


