如图所示,光滑的水平导轨
MN 右端 N 处与水平传送带齐平,传送带两端长度
L=4m,皮带轮沿顺时针方向转动,带动皮带以恒定速率
v=3m/s 匀速传动,三个质量均为
m=l kg 的滑块
A、B、C 置于水平导轨上,开始时滑块
B、C 之间用细绳相连,其间有一压缩的轻弹簧,处于静止状态。滑块 A 以初速度
v0=2 m/s 向
B 运动,
A 与
B 正碰后黏合在一起,碰撞时间极短,因碰撞,导致连接
B、
C 的细绳受扰动而突然断开,弹簧伸展,从而使
C 与
A、B 分离,滑块
C 脱离弹簧后以速度
vc=2 m/s 滑上传送带,并从右端滑出落至地面上的
P 点。已知滑块
C 与传送带之间的动摩擦因数
μ=0.2,重力加速度 g 取10m/s
2
(1)求滑块
C 从传送带右端滑出时的速度大小;
(2)求滑块
B、C 用细绳相连时弹簧的弹性势能
EP;
(3)只要滑块
A 与滑块
B 碰撞前的速度
v0 不超过某一最大值,滑块
C 都能落至
P 点.当滑块
A 的初速度为该最大值时,滑块
C 滑上传送带时速度
vC 多大?滑块
C 与传送带间因摩擦产生的热量
Q 多大?
(4)求第(3)问中滑块
A 与滑块
B 碰撞前的速度
v0 的最大值