题目内容
足够长的水平传送带始终以速度v匀速运动,某时刻,一质量为m、速度大小为v,方向与传送送带运动方向相反的物体,在传送带上运动,最后与传送带相对静止.物体在传送带上相对滑动的过程中,滑动摩擦力对物体做的功为W1,传送带克服滑动摩擦力做的功为W2,物体与传送带间的摩擦产生的热量为Q,则( )
A、W1=5mv2 | B、W1=2mv2 | C、W2=mv2 | D、Q=2mv2 |
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.
解答:解:在整个运动的过程中,物体动能变化为零,而且只有摩擦力做功,根据动能定理,知道滑动摩擦力对物体做的功为W1=O.
滑块先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.
设物体与传送间的动摩擦因数为μ.
物体匀减速直线运动的加速度a=μg,匀减速直线运动的时间 t1=
=
,物体的位移:x1=
t1=
,传送带的位移 x2=vt1=
,相对滑动的路程为△x1=x1+x2=
.
物体返回做匀加速直线运动的时间:t2=
=
,物体的位移:x3=
t2=
,传送带的位移 x4=vt2=
,相对滑动的路程为△x2=x4-x3=
.
所以物体相对于传送带运动的总路程为 s=△x1+△x2=
,
所以摩擦产生的热量 Q=fs=μmg?
=2mv2.传送带克服滑动摩擦力做的功为W2=μmg(x2+x4)=2mv2.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
滑块先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.
设物体与传送间的动摩擦因数为μ.
物体匀减速直线运动的加速度a=μg,匀减速直线运动的时间 t1=
v |
a |
v |
μg |
v |
2 |
v2 |
2μg |
v2 |
μg |
3v2 |
2μg |
物体返回做匀加速直线运动的时间:t2=
v |
a |
v |
μg |
v |
2 |
v2 |
2μg |
v2 |
μg |
v2 |
2μg |
所以物体相对于传送带运动的总路程为 s=△x1+△x2=
2v2 |
μg |
所以摩擦产生的热量 Q=fs=μmg?
2v2 |
μg |
故选:D.
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
相关题目