2015北京四中高三上学期期中考试物理试题及答案(4)

₂，则
（m₁+ m₂）g=kx₂， 
解得：x₂=0.20m，
设此时弹簧的长度为l，则
l=l₀-x₂
解得：l=0.30m 
（3）两物体向上运动过程中在弹簧达到原长时分离，分
从碰后到分离的过程，物体和弹簧组成的系统机械能守恒，
 
解得：v₂= m/s=0.87 m/s。
22．解：（1）行李箱刚滑上传送带时做匀加速直线运动，设行李箱受到的摩擦力为F_f 
根据牛顿第二定律有   F_f＝mg＝ma
解得 a＝g＝2.0 m/s²                                             
设行李箱速度达到v＝6.0 m/s时的位移为s₁
v²－v₀²＝2as₁
s₁＝＝3.75m                                            
即行李箱在传动带上刚好能加速达到传送带的速度3.0 m/s             
设摩擦力的冲量为I_f，依据动量定理I_f＝mv－mv₀                       
解得I_f＝10N·s                                                  
说明：用其他方法求解，正确的也给分。没有判断速度能达到6.0 m/s的过程扣1分。
（2）在行李箱匀加速运动的过程中，传送带上任意一点移动的长度s＝vt＝3 m
行李箱与传送带摩擦产生的内能Q＝mg(s-s₁)                          （1分）
行李箱增加的动能ΔE_k＝m(v²－v₀²)                                  （1分）
设电动机多消耗的电能为E，根据能量转化与守恒定律得
E＝ΔE_k+Q
解得 E＝60J                                                      （1分）
（3）若行李箱一直做匀减速直线运动，到达右端的速度：
v₁＝＝1.0m/s
若行李箱一直做匀减速直线运动，到达右端的速度：
v₂＝＝7.0m/s
若传送带的速度v < v₁，行李箱将一直做匀减速运动，到达右端后滑出，之后做平抛运动，时间，水平位移x＝v₁t = 0.3m
若传送带的速度v₁< v < v₀，行李箱将先做匀减速运动，达到与传速带共速后匀速滑出，行李箱的水平位移，式中为恒量，即水平位移x与传送带速度v成正比。   
若传送带的速度v₀< v < v₂，行李箱将先做匀加速运动，达到与传速带共速后匀速滑出，行李箱的水平位移，式中为恒量，即水平位移x与传送带速度v成正比。   
若传送带的速度v7.0m/s时，行李箱一直做匀加速运动，到达右端后滑出，水平位移x＝v₂t＝2.1 m     
行李箱从传送带水平抛出后的x-v图象如答图所示。    

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