题目内容

如图所示,质量m=20kg的物块从光滑曲面上高度H=0.8m处释放,到达底端时水平进入水平传送带,传送带由一电动机驱动着匀速向左转动,速率为3 m/s。已知物块与传送带间的动摩擦因数µ=0.1。 物块冲上传送带后就移走光滑曲面。(g取10m/s2

(1)若两皮带轮之间的距离是6m,物块将从哪一边离开传送带?

(2)若皮带轮间的距离足够大,从物块滑上到离开传送带的整个过程中,由于物块和传送带间的摩擦而产生了多少热量?

解:(1)设物块在传送带上向右运动的最大距离为S1

对物块,根据动能定理

mgH-µmgS1=0-0

得:S1=8m>6m     3分

故物块从传送带的右边离开     2分

(2)若皮带轮间的距离足够大,则物块滑上传送带后,将先向右做匀减速运动,再向左做匀加速运动,最后达到与传送带速度相同时做匀速运动离开传送带。

设滑上传送带的速度为υ0,则

,得:υ0=4m/s   

向右匀减速运动过程:时间t10/µg=4s

此过程中传送带的位移S2=υt1=12m

则相对位移S相1= S1+ S2=20m       4分

同理,可求得向左运动过程中的相对位移S相2=4.5m    2分

故整个过程中因摩擦产生的热量Q=f(S相1+ S相2)=490J    2分

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