题目内容
(12分)如图所示,倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带,传送带正以6 m/s的速度运动,运动方向如图所示.一个质量为2 kg的物体(物体可以视为质点),从h=3.2 m高处由静止沿斜面下滑,物体经过A点时,不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面,都不计其动能损失.物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处,重力加速度g=10 m/s2,则:
(1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间?
(2)传送带左右两端AB间的距离l至少为多少?
(3)上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少?
【答案】
(1) 1.6s (2) 12.8m (3) 160J
【解析】
试题分析:(12分)(1)物体在斜面上由牛顿第二定律得:
mgsinθ=ma, (1分)
=, (1分)
可得t=1.6 s. (2分)
(2)由能的转化和守恒得:
, (2分)
l=12.8 m. (2分)
(3)此过程中,物体与传送带间的相对位移
, (1分)
又 (1分)
而摩擦热, (1分)
以上三式可联立得Q=160 J. (1分)
考点:功能关系
点评:难题。在有摩擦力或介质阻力参与的过程中,机械能不停地向内能转化,但在摩擦力或介质阻力大小不变的情况下,损失的机械能与通过的路程成正比.
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