题目内容


如图所示,水平传送带上A、B两端点间距L= 4m,半径R=1m的光滑半圆形轨道固定于竖直平面内,下端与传送带B相切。传送带以v0 = 4m/s的速度沿图示方向匀速运动,质量m =1kg的小滑块由静止放到传送带的A端,经一段时间运动到B端,滑块与传送带间的动摩擦因数μ = 0.5,取g=10m/s2。

⑴求滑块到达B端的速度;

⑵求滑块由A运动到B的过程中,滑块与传送带间摩擦产生的热量;

⑶仅改变传送带的速度,其他条件不变,计算说明滑块能否通过圆轨道最高点C。


⑴滑块在传送带上先向右做加速运动,设当速度v = v0时已运动的距离为x

根据动能定理                                    (2分)

得x=1.6m<L, 所以滑块到达B端时的速度为4m/s                    (2分)

⑵设滑块与传送带发生相对运动的时间为t,则                  (1分)

  滑块与传送带之间产生的热量                       (2分)

 解得  Q = 8J                                                      (2分)

⑶设滑块通过最高点C的最小速度为

经过C点:根据向心力公式                              (2分)

  从B到C过程:根据动能定理             (2分)

解得  经过B的速度m/s

从A到B过程:若滑块一直加速,根据动能定理      (2分)

解得  m/s

由于速度vm<vB ,所以仅改变传送带的速度,滑块不能通过圆轨道最高点 (1分)

    注:其他正确解法同样给分


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