题目内容

1.如图所示,传送带保持2m/s的速度顺时针转动.现将一质量m=1㎏的物体轻轻地放在传送带的a点上,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,a、b间的距离L=8m,g=10m/s2.设物体从a点运动到b点所经历的时间为t,该过程中物体和传送带间因摩擦而产生的热量为Q,下列关于t和Q的值说法中正确的是(  )
A.t=4s,Q=6JB.t=4s,Q=2JC.t=5s,Q=6JD.t=5s,Q=2J

分析 滑块刚放上皮带时,在滑动摩擦力的作用下向右匀加速运动,根据牛顿第二定律和速度时间公式求出匀加速的时间,再根据位移时间关系公式求解出匀加速的最大位移,再判断物体是否有匀速过程,由位移公式求匀速运动的时间,从而求得总时间;关于热量可以用滑动摩擦力乘以相对位移求解.

解答 解:物体匀加速运动的加速度为:a=$\frac{μmg}{m}$=μg=1m/s2
速度与传送带相等时有:v=at1,t1=2s
物体匀加速运动的位移为:x1=$\frac{1}{2}a{t}_{1}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×{2}^{2}$=2m<L=8m
然后匀速运动,用时:t2=$\frac{L-{x}_{1}}{v}$=$\frac{8-2}{2}$s=3s
所以总的时间为:t=5s;
传送带在t1时间内的位移为:x2=vt1=4m
产生的热量为:Q=μmg(x2-x1)=2J,故ABC错误;D正确.
故选:D

点评 本题关键是先确定物体在传送带上的运动情况,然后根据运动学公式和牛顿第二定律列式联立求解时间,对于热量可以用滑动摩擦力乘以相对位移求解.

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