题目内容
【题目】如图所示,长度为L=7m的水平传送带以速度=4m/s顺时针匀速运动,小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,某时刻P在传送带左端具有向右的速度=2m/s,P与定滑轮间的轻绳水平,经2s时间P从右端离开传送带,离开前已经与传送带共速。已知物体P的质量m1=1.0kg,与传送带之间的动摩擦因数,重力加速度g=10m/s2,不计定滑轮质量和摩擦,轻绳足够长。求:
(1)在与传送带共速前,物体P的加速度大小和物体Q的质量m2;
(2)将物体Q的质量变为m3,发现物体P与传送带之间一直发生相对滑动,P由传送带右侧离开,P在传送带上滑动过程中摩擦生热Q=35J,求m3的值。
【答案】(1)2m/s2,0.25kg;(2)0.5kg
【解析】
(1)物体P先加速运动
加速时间
物体P后做匀速运动
可得
对物体P分析,由牛顿第二定律得
对物体Q分析,由牛顿第二定律得
可得
(2)根据功能关系,P与传送带间的相对位移为
物体P由传送带右侧离开传送带,设物块运动时间为t',加速度为,位移,则
对PQ系统应用牛顿第二定理有
得
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