题目内容

【题目】传送带与水平方向夹角,以 v=2m/s 的速率沿逆时针方向匀速传送,传送带两端AB 间距离L=6m,如图所示。现有一可视为质点的物块以v=2m/s的初速度从AB中点沿传送带向上运动。已知物块质量m=1kg,与传送带间的动摩擦因数,滑轮大小可忽略不计,取g=10m/s2。(sin= 0.6cos= 0.8)求:

(1)物块沿传送带向上运动的最大位移;

(2)物块在传送带上运动的总时间;

(3)物块和传送带之间因摩擦而产生的总热量。

【答案】(1)0.2m(2)1.4s(3)9J

【解析】

(1)物体经过时间t1沿传送带向上运动速度为零,在时间t1内,物体的位移为x1,对物体,由牛顿第二定律得

解得:

由匀变速直线运动的速度公式得:,解得:

物块的最大位移为

(2)物块速度减到0后返向加速,由牛顿第二定律得

解得:

物块与传送带速度相等的时间为

此过程中的位移为

物块与传送带速度相等后继续向下加速,由牛顿第二定律得

解得:

此时物块回到传送带中点,由匀变速直线运动的位移公式得:

解得:

物块在传送带上运动的总时间

(3)物块向上加速过程中,传送带的位移为

此过程产生的热量为

物块向下加速到与传送带共同过程中,传送带的位移为

此过程产生的热量为

物块从与传带共速到即将离开过程,传送带的位移为

此过程产生的热量为

所以总热量为

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