题目内容

15.足够长的传送带以v运输传动,一质量为m的物块A由静止轻放于传送带上,若物块与传送带之间的动摩擦因素为μ,如图所示,当物块与传送带相对静止时,下列说法正确的是(  )
A.传送带因为运输物体多消耗的电能为$\frac{1}{2}$mv2
B.摩擦力对物块和传送带做功代数和为零
C.摩擦力对物块做的正功为$\frac{1}{2}$mv2
D.系统产生的内能为$\frac{1}{2}$mv2

分析 根据牛顿第二定律和运动学公式求出物体与传送带间的相对位移,再求摩擦产生的内能,因传送此行李箱电动机多消耗的电能等于摩擦产生的内能加上物体获得的动能;
传送带足够长,物体放在传送带后最终匀速运动,速度与传送带相同,根据功的定义可求摩擦力对物体做功和摩擦力对物块和传送带做功代数和.

解答 解:AD、由牛顿第二定律可得物体匀加速运动的加速度:a=$\frac{μmg}{m}$=μg,匀加速运动的时间 t=$\frac{v}{a}$=$\frac{v}{μg}$,位移 x物=$\frac{1}{2}$at2=$\frac{{v}^{2}}{2μg}$,此过程中传送带的位移 x带=vt=$\frac{{v}^{2}}{μg}$
物体与传送带间的相对位移△x=x带-x物=$\frac{{v}^{2}}{2μg}$,所以摩擦过程中产生的内能为 Q=μmg△x=$\frac{1}{2}$mv2,因传送此行李箱电动机多消耗的电能 E电=Q+$\frac{1}{2}$mv2=mv2,故A错误,D正确;
BC、传送带对物体的摩擦力向右,运动方向向右,摩擦力对物体做正功为:W1=μmg•$\frac{{v}^{2}}{2μg}$=$\frac{1}{2}$mv2 ,物体对传送带的摩擦力向左,摩擦力对传送带做功为:W2=-μmg•$\frac{{v}^{2}}{μg}$=-mv2,摩擦力对物块和传送带做功代数和为:W总=W1+W2=-$\frac{1}{2}$mv2,故B错误,C正确.
故选:CD.

点评 解决本题的关键知道行李箱在传送带上的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式求相对位移,要注意摩擦生热与相对位移成正比.

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