题目内容
19.水平传送带在外力作用下始终以速度v匀速运动,某时刻放上一个小物体,初速度大小也是v,方向与传送带的运动方向相反,在滑动摩擦力作用下,最后小物体的速度与传送带的速度相同.在小物体与传送带间有相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物体做的功为W,摩擦产生的热量为Q,下列说法中正确的是( )A. | W=0,Q=0 | B. | W≠0,Q=0 | C. | W=0,Q≠0 | D. | W≠0,Q≠0 |
分析 根据动能定理求出滑动摩擦力对物体所做的功,摩擦力与相对路程的乘积等于摩擦产生的热量.据此分析即可.
解答 解:在整个运动的过程中,小物体动能的变化量为零,只有摩擦力做功,根据动能定理,知道W=O;
滑块先沿原方向做匀减速直线运动到零,然后返回做匀加速直线运动,达到速度v后做匀速直线运动,设动摩擦因数为μ,
则匀减速直线运动的加速度为 a=μg,匀减速直线运动的位移为 x1=$\frac{{v}^{2}}{2μg}$,传送带的位移x2=v•$\frac{v}{μg}$=$\frac{{v}^{2}}{μg}$,相对滑动的位移大小为:x=x1+x2=$\frac{3{v}^{2}}{2μg}$.
物体返回做匀加速直线运动的位移大小为 x1′=$\frac{{v}^{2}}{2μg}$,传送带的位移x2′=$\frac{{v}^{2}}{μg}$,则相对位移大小为 x′=x2′-x1′=$\frac{{v}^{2}}{2μg}$.
则整个过程中相对路程 s=x+x′=$\frac{{v}^{2}}{2μg}$.则Q=fs=μmg•$\frac{{v}^{2}}{2μg}$=2mv2≠0.故C正确,ABD错误.
故选:C
点评 解决本题的关键知道物体在整个过程中的运动规律,运用运动学公式求出相对路程,从而根据Q=fs求出摩擦产生的热量.
练习册系列答案
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A. | 23.3N | B. | 233N | C. | 1 400N | D. | 8 400N |
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A. | 牛顿 | B. | 奥斯特 | C. | 伽利略 | D. | 麦克斯韦 |