Question

光电计时器的实验简易示意图如图，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

Answer 1

解题思路：（1）由题意，根据速度的定义式即可求得A和B的速度，弹簧储存的弹性势能转化为A与B的动能的和；

（2）物块滑上传送带后受到摩擦力的作用，由牛顿第二定律求得加速度，当B相对于地面的速度等于0时位移最大，然后由位移公式求得位移；

（3）物块B在传送带上滑动的全过程中先向右减速，然后随传送带向右加速，当B与初速度的速度相等时，二者停止相对滑动，由功能关系求得产生的内能．

（1）物块A、B被弹簧弹开后的速度为：v_A=v_B=[d/t]=

3.6×10−3

9×10−4=4m/s，

故弹簧储存的弹性势能E_P=[1/2]m_Av_A²+[1/2]m_Bv_B²，

代入数据解得：E_P=16J；

（2）物块B在传送带上的加速度为a，由牛顿第二定律得：μm_Bg=m_Ba，

代入数据解得：a=2m/s²，

故物块B沿传送带向右滑动的最远距离：s_m=

v2B

2a，

代入数据解得：s_m=4m；

（3）物块在传送带上运动的总时间为：t′=

2vB

a=[2×4/2]=4s，

物块B相对传送带滑动的路程为：s=vt′=4×4=16m；

故因摩擦产生的热量：Q=μm_Bgs=0.2×1×10×16=16J

答：（1）弹簧弹开前储存的弹性势能是16J；

（2）物块B沿传送带向右滑动的最远距离是4m；

（3）物块B在传送带上滑动的全过程中因摩擦产生的热量是16J．

点评：

本题考点： 动能定理的应用．

考点点评： 本题是复杂的力学综合题，综合了运动学公式、牛顿第二定律、机械能守恒等多个知识，分析运动过程，选择解题规律是关键