(12分)如圖所示,水平傳送帶A、B兩端點(diǎn)相距x=4m,以v="2" m/s的速度(始終保持不變)順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn),今將一質(zhì)量為100g小煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn))無(wú)初速度地輕放至A點(diǎn)處,已知小煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,g取10m/s2。由于小煤塊與傳送帶之間有相對(duì)滑動(dòng),會(huì)在傳送帶上留下劃痕,則小煤塊從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中
(1) 小煤塊從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間是多少?
(2) 劃痕的長(zhǎng)度?
(3) 產(chǎn)生的熱量?
(4) 傳送物體電動(dòng)機(jī)多做的功?
(1)2.25s (2)0.5m (3)0.2J (4)0.4J
解析試題分析:(1)煤塊在傳送帶上滑動(dòng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有:
;因此解得.
當(dāng)煤塊速度和傳送帶速度相同時(shí),位移為:,
因此煤塊先加速后勻速運(yùn)動(dòng):
加速時(shí)間:,
勻速時(shí)間:
所以從A到B的時(shí)間為
(2)在加速階段產(chǎn)生相對(duì)位移即產(chǎn)生劃痕,
固有:,
(3)產(chǎn)生的熱量為
(4)電動(dòng)機(jī)做的功等于煤塊產(chǎn)生的動(dòng)能與系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量之和,所以為
考點(diǎn):考查了牛頓第二定律和功能關(guān)系的應(yīng)用
點(diǎn)評(píng):分析清楚物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,先是勻加速直線運(yùn)動(dòng),后是勻速直線運(yùn)動(dòng),分過(guò)程應(yīng)用運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解即可,尤其是注意分析摩擦力的變化情況.
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A、摩擦力對(duì)物體做功為
| ||
B、摩擦力對(duì)物體做功為μmgs | ||
C、傳送帶克服摩擦力做功為μmgs | ||
D、因摩擦而生的熱能為2μmgs |
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