根据题意作出如图所示的示意图,传送带匀速向右运动,速度大小为
v,小工件
B刚放到传送带时的位置为图中的
A点。工件
B的运动是匀变速直线运动,即先从图中实线所示的
B位置向左作匀减速运动,至图中
B’点时速度减为0,再向右作匀加速运动,回到原来位置时,速率恰好达到
v,也就是说在它们相对滑动的过程中,工件
B的初位置与末位置是同一点,即对地位移为0,因此摩擦力对工件所做的功为0。
在
B先向左后向右运动的过程中,传送带一直在向右匀速运动,当工件回到原处并且速率达到
v时,开始时与
B接触的
A点运动到了图中的
A’点,
AA’就是这个过程中工件在传送带上滑行的路程,即所生的热
。
设工件从
B运动到
B’用时间
t,则
,
AA’即为传送带在2
t时间内运动的距离,
,
滑动摩擦力
,
因此得出,
。
(本题还有一个更简便的方法求生的热,由于传送带作的是匀速直线运动,它也是一个惯性参考系,若转换成以传送带为参考系,则问题被简化,这时工件对传送带的滑动摩擦力不做功,只有传送带对工件的摩擦力做功,摩擦力做功的数值即等于这过程中生的热。求摩擦力的功可以用动能定理,它等于工件相对于传送带的动能的增量,即
。)