题目内容

【题目】如图所示,一质量m=1kg的滑块(可视为质点)从高度h=0.2m的光滑斜面的顶端A处由静止滑下, 斜面的底端B与水平传送带平滑相接(滑块经过连接处的能量损失可忽略不计)。已知传送带匀速运行的速度为v0=3m/s,B点到传送带右端C点的距离为L=2m。当滑块滑到传送带的右端C时,其速度恰好与传送带的速度相同。(g10m/s2)求:

(1)滑块到达底端B速度大小。

(2)滑块与传送带间的动摩擦因数μ

(3)此过程中,滑块与传送带之间由摩擦而产生的热量Q

【答案】(1)2m/s (2)0.125 (3)0.5J

【解析】试题分析:滑块从A运动到B的过程中,只有重力做功,根据机械能守恒定律求出滑块到达底端B时的速度;滑块滑上传送带后向右做匀加速运动,滑块在从AC整个运动过程中,由动能定理即可求出动摩擦因数;根据运动学公式求出滑块从BC的运动时间,即可求出此时间内传送带的位移,得到滑块与传送带的相对位移,摩擦而产生的热量Q等于滑动摩擦力与相对位移大小的乘积

(1)滑块由AB的过程中由机械能守恒定律得

解得vB= 2m/s

(2)滑块从AC整个运动过程中由动能定理得

代入数据解得μ=0.125

(3)滑块从BC运动过程中,设运动时间为t

由运动学公式得v0=vB+at,其中a=μg

代入数据解得t=0.8s

在此过程中传送带走的距离为

则产生的热量: (1)

代入数据解得Q=0.5J

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