题目内容

【题目】如图(甲)所示,一倾角为370的传送带以恒定速率运行。现将一质量m=2 kg的小物体以某一初速度放上传送带,物体相对地面的速度随时间变化的关系如图(乙)所示,取沿传送带向上为正方向,g=10m/s2,sin 370=0.6,cos370=0.8.求:

(1)物体与传送带间的动摩擦因数;

(2)0~10 s内物体机械能增量及因与传送带摩擦产生的热量Q.

【答案】(1)0.875(2)252J

【解析】

试题分析:(1)由速度图象可知,物体在传送带上加速运动的加速度

由牛顿第二定律 μmgcosθ-mgsinθ=ma

μ=

(2)由速度图象可知,物体在0~10s内的位移

物体上升的高度h=Ssinθ

增加的重力势能 △Ep=mgh=264J 2分

增加的动能 △Ek=

机械能变化量 △E=△Ep+ △Ek =276J

(解法二:物体在0~6s内的位移 S1=

受到滑动摩擦力 f=μmgcosθ

物体在6~10s内做匀速运动,受到静摩擦力

f2=mgsinθ

发生的位移 S2=Vt2=24m

根据功能原理,物体机械能的变化等于除重力外其他力做功代数和,即

△E=μmgcosθS1+mgsinθS2=276J

物体在0~6s内的位移 S1=

传送带的位移 S2=Vt=4×6m=24m

摩擦产生的热量 Q=μmgcosθ(S2-S1)=252J

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