题目内容
8.如图所示,水平传送带以v=2m/s的速度匀速向右运动,A、B两点相距s=11m,一质量m=1kg的物块(可视为质点)从左端A点由静止开始运动.已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2.求:(1)物块从A运动到B的时间;
(2)物块从A到B的过程中,因为传送物块,传送装置多消耗的电能;
(3)物块从A到B的过程中,摩擦力对物块做功的平均功率.
分析 (1)先分析物块的运动情况:物块放上传送带后由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动,由牛顿第二定律求得加速度,由速度公式求出速度与传送带相同所经历的时间,并求出通过的位移,再判断物块是否与传送带一起匀速运动.若一起匀速运动,由位移公式求解时间,即可求得总时间;
(2)物块在加速过程中与传送带间有相对滑动,分析判断物快在皮带的运动情况,求出相对位移,最后利用能量守恒求多提供的能量;
(3)根据平均功率的定义计算.
解答 解:(1)物块在传送带上做匀加速运动的加速度为:a=μg=2m/s2
匀加速运动的时间为:t1=$\frac{v}{a}$=1s
匀加速运动的位移:x1=$\frac{{v}^{2}}{2a}$=1m<11m
则匀速运动的位移x2=s-s1=10m
匀速运动的时间t2=$\frac{{x}_{2}}{v}$=5s
物块从A运动到B的时间为:t=t1+t2=6s
(2)物块在加速过程中与传送带间有相对滑动,会产生热量,此过程中的位移为:x=vt1=2m
所以物块与传送带的相对位移△x=x-x1=1m
此过程中产生的热量为:Q=μmg△x=2J
因此物块从A到B的过程中,传送装置多消耗的电能为:E=Q+EK=4J
(3)物块从A到B的过程中,摩擦力对物块做功的平均功率为$\overline{P}$=$\frac{μmg{x}_{1}}{t}$=$\frac{1}{3}$W.
答:(1)物块从A运动到B的时间为6s;
(2)物块从A到B的过程中,因为传送物块,传送装置多消耗的电能为4J;
(3)物块从A到B的过程中,摩擦力对物块做功的平均功率为$\frac{1}{3}$W.
点评 物体在传送带上运动的问题,关键是分析物体的运动过程,根据牛顿第二定律和运动学结合,通过计算进行分析;判断物快在皮带上的运动情况是关键,灵活应用能量守恒定律是解题的核心.
A. | 若m甲>m乙,则甲对乙的冲量一定大于乙对甲的冲量 | |
B. | 无论甲、乙质量关系如何,甲、乙两人的动量变化量大小一定相等 | |
C. | 若甲的运动方向没变,则相互作用前甲的速率一定大于乙的速率 | |
D. | 若甲的运动方向没变,则相互作用前甲的动量一定大于乙的动量 |
A. | E与W成正比 | B. | E与q成反比 | ||
C. | E的大小与W、q无关 | D. | W表示非静电力 |
A. | 重力势能增加了mgh | B. | 重力势能增加了$\frac{3}{4}$mgh | ||
C. | 动能损失了mgh | D. | 机械能损失了$\frac{3}{4}$mgh |
A. | 电流表A1示数变大 | B. | 电流表A2示数变小 | ||
C. | 灯泡L2变暗 | D. | 定值电阻R0消耗的电功率变大 |
A. | 匀速圆周运动是一种匀速运动 | B. | 匀速圆周运动是一种匀变速运动 | ||
C. | 匀速圆周运动是一种变加速运动 | D. | 匀速圆周运动是角速度不变的运动 |
A. | 金属块在ac之间运动时,传感器P、Q示数均为零 | |
B. | 金属块在ac之间运动时,传感器P的示数为零,Q的示数不为零 | |
C. | 金属块在cb之间运动时,传感器P、Q示数可能均为零 | |
D. | 金属块在cb之间运动时,传感器P的示数一定不为零,Q的示数一定为零 |