题目内容
【题目】如图所示,一光滑水平面与一倾斜传送带平滑相接(其间的缝隙可忽略不计),传送带与水平面间的夹角为,传送带以v=4.0m/s的速度顺时针转动,两物块A、B静止于光滑水平面上,已知物块A的质量为
。现给物块A一个水平向右的初速度
,A与B发生弹性碰撞,碰撞后物块B滑上传送带并恰好做匀速直线运动,其滑上传送带瞬间传送带开始做匀减速直线运动,加速度大小为
,物块B在传送带上匀速运动2.0s后也开始做减速运动,在减速运动2.0s后恰好到达传送带顶端。已知物块A、B可视为质点,传送带表面粗糙程度均匀,重力加速度
,sin
=0. 6,cos
=0. 8,求:
(1)物块B与传送带之间的动摩擦因数;
(2)物块B的质量;
(3)物块B上滑过程中摩擦力对物块B所做的功。
【答案】(1)0.75(2)2kg(3)68J
【解析】
(1)由于物块B滑上传送带并恰好做匀速直线运动,由平衡条件得
解得:
(2)由题意可知,物块B先做匀速直线运动,设运动2s后与传送带速度相等,随后与传送带一起匀减速运动,传送带减速2s的速度为
再减速2s物块B与传送带一起减速到零,假设成立,所以物块B滑上传送带的速度为,AB碰撞为弹性碰撞,由动量守恒和能量守恒有
联立解得:
(3)物块B运动前2s时与传送带间的摩擦为滑动摩擦力,后2s为静摩擦力,滑动摩擦力为
前2s物块B的位移为
此过程摩擦力做的功为
后2s,物体的加速度为1.0m/s2,由牛顿第二定律得
解得:
此过程运动的位移为
此过程摩擦力做的功为
物块B上滑过程中摩擦力对物块B所做的功为

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