题目内容
【题目】利用弹簧弹射和传送带可以将工件运送至高处。如图所示，传送带与水平方向成37度角，顺时针匀速运动的速度v＝4m/s。B、C分别是传送带与两轮的切点，相距L＝6.4m。倾角也是
的斜面固定于地面且与传送带上的B点良好对接。一原长小于斜面长的轻弹簧平行斜面放置，下端固定在斜面底端，上端放一质量m＝1kg的工件（可视为质点）。用力将弹簧压缩至A点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到B点时速度v0＝8m/s，A、B间的距离x＝1m，工件与斜面、传送带问的动摩擦因数相同，均为μ＝0.5，工件到达C点即为运送过程结束。g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：
（1）弹簧压缩至A点时的弹性势能；
（2）工件沿传送带由B点上滑到C点所用的时间；
（3）工件沿传送带由B点上滑到C点的过程中，工件和传送带间由于摩擦而产生的热量。
【答案】(1)42J,(2)2.4s,(3)19.2J
【解析】
（1）由能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为：
解得：Ep＝42J
（2）工件在减速到与传送带速度相等的过程中，加速度为a1，由牛顿第二定律得：
解得：a1＝10m/s2
工件与传送带共速需要时间为：
解得：t1＝0.4s
工件滑行位移大小为：
解得：
因为
，所以工件将沿传送带继续减速上滑，在继续上滑过程中加速度为a2，则有：
解得：a2＝2m/s2
假设工件速度减为0时，工件未从传送带上滑落，则运动时间为：
解得：t2＝2s
工件滑行位移大小为：
解得：x2＝4m
工件运动到C点时速度恰好为零，故假设成立。
工作在传送带上上滑的总时间为：t＝t1+t2＝2.4s
（3）第一阶段：工件滑行位移为：x1＝2.4m。
传送带位移
，相对位移为：
。
摩擦生热为：
解得：Q1＝3.2J
第二阶段：工件滑行位移为：x2＝4m，
传送带位移为：
相对位移为：
摩擦生热为： 
解得：Q2＝16J
总热量为：Q＝19.2J。
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