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如图所示,某个机械振动器可以建模为在斜面上与轻弹簧粘连在一起的平板A,当该系统正常工作时,A在图中的P、Q之间运动。在P处,弹簧是压缩的,A在弹簧弹力的作用下,由静止开始出发。当A运动到斜面顶端Q处时速度恰减为0,此时立即将物块B轻推到斜面上,接下来,B与A一起沿斜面下滑。当到达P处时,二者速度也恰好减小为0,B会从P处的洞口落下(注:平板A边长比洞口大,不会掉下去)。此后,A在弹簧的作用下将重新上升,到Q点时又接收到另一个物块,如此循环(物块B足够小,可看作质点)。已知A的质量为m,斜面与水平面夹角为θ,P、Q相距为L。平板A、物块B与斜面间的动摩擦因数均为
tanθ
2
。求:

(1)平板A从P运动到Q的过程中,弹簧对A做的功W;
(2)要达到题中所述情景,即平板A能够在P、Q间运动,求木块B的质量M;
(3)若由于故障,平板A刚要从P启动时,木块就被从Q处轻推下斜面。系统立即关闭P处洞口孔,同时锁定弹簧和A,此后B下滑,与A发生弹性碰撞,最终停止运动。求:
a.停止运动前,B运动的总路程s;
b.停止运动前,B对A的总冲量的大小I。

【答案】(1)平板A从P运动到Q的过程中,弹簧对A做的功W为
3
2
mg
L
sinθ

(2)要达到题中所述情景,即平板A能够在P、Q间运动,求木块B的质量M为2m;
(3)a、停止运动前,B运动的总路程s为2L;
b.停止运动前,B对A的总冲量的大小I为
2
3
+
3
m
g
L
sinθ
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:140引用:2难度:0.5
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