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)

                    (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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