题目内容

如图所示,4米长的传送带与水平成37°角。开始时传送带静止,一质量为m=5kg的滑块以=8m/s的初速度从传送带底端沿传送带上滑。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数=0.5,当滑块滑至传送带正中间时,突然开动传送带,使之以m/s的速度沿逆时针方向运动。(g取10m/s2,sin37°=,cos37°=)求:

(1)滑块沿传送带能够上滑的最大距离;

(2)从滑块滑上传送带到离开的整个过程中,传送带对滑块所做的功。

(1)sm=3.2m

(2)W=-120J


解析:

(1)物块上滑时受三个力,根据牛顿第二定律:

由于传送带的开动,只是增大滑块相对传送带的速度,不影响摩擦力的大小,所以滑块加速度不变。

根据运动规律得:

代入数值可解得:sm=3.2m。

(2)滑块到达最高点后,在摩擦力与重力下滑分量共同作用下向下加速,加加速仍为a,当速度达到与传带相同后,摩擦力反向,此时加速度变为a1,即:

设滑块开始下滑至与传送带速度相等所用时间为t1,下滑距离为s1,则:

设滑块到传送带底端时速度为

设整个过程传送带对滑块做功为W,根据动能定理得:

代入数值可解得:W=-120J。

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