题目内容
【题目】如图所示,传送带与水平面之间的夹角为300,其上AB两点的距离为l=5m,传送带在电动机的带动下以v=1m/s的速度匀速运动,现将一质量为m=10kg的小物体轻放在传送带的A点,已知小物体与传送带之间的动摩擦因数,在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中,(g取10m/s2)
求:
(1)传送带对小物体做的功;
(2)电动机做的功
【答案】(1)255J;(2)270J
【解析】试题分析:(1)物体刚放上A点时,受到的滑动摩擦力沿传送带向上,物体作匀加速直线运动,此时:
a=g(μcosθsinθ)=2.5m/s2
假设物体能与皮带达到相同的速度,则物体加速上滑的位移为假设成立,物体加速完达到v=1m/s后,将匀速向上运动,到达B点时速度仍为v=1m/s,所以:从A到B,由动能定理:
mv20=W传mgLsinθ,
代入数据,解得:W传=255J
或者:传送带对物体做的功,其实也就是摩擦力对物体做的功,物体匀速向上运动的位移为:x2=L-x1=4.8m
W传=μmgcosθx1+mgsinθx2=255J
(2)由功能关系可知,电动机做的功等于物块增加的机械能和因滑动摩擦而发的热,所以:
相对滑动时: 所以,由功能关系得:W电=(mgLsinθ+mv2)+μmgcosθS相=270J
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