如图所示,质量m=20kg的物体从光滑曲面上高度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3m/s.已知物体与传送带间的动摩擦因

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,质量m=20kg的物体从光滑曲面上高度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3m/s.已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1.(g取10m/s2
(1)若两皮带轮之间的距离是6m,物体冲上传送带后就移走光滑曲面,物体将从哪一边离开传送带?通过计算说明你的结论.
(2)若皮带轮间的距离足够大,从m滑上到离开传送带的整个过程中,由于m和传送带间的摩擦而产生了多少热量?
魔方格

◎ 答案

(1)物体将从传送带的右边离开.
物体从曲面上下滑时机械能守恒,有mgH=
1
2
mv2

解得物体滑到底端时的速度v0=

2gh
=4
m/s
以地面为参照系,物体滑上传送带后向右做匀减速运动直到速度为零,期间物体的加速度大小和方向都不变,加速度大小为a=
f
M
=1
m/s2
物体从滑上传送带到相对地面速度减小到零,对地向右发生的位移为:s1=
0-
v20
-2a
=8m>6m
   
物体将从右离开传送带.
(2)以地面为参考系,若两皮带轮间的距离足够大,则物体滑上传送带后向右做匀减速运动直到速度为零,后向左做匀加速运动,直到速度与传送带速度相等后与传送带相对静止,从传送带左端掉下,期间物体的加速度大小和方向都不变,加速度大小为:a=
f
M
=1
m/s2
取向右为正方向,物体发生的位移为:s2=
v21
-
v20
-2a
=3.5
m;
物体运动的时间为:t=
v1-v0
-a
=7
s
这段时间内皮带向左运动的位移大小为s3=vt=21m;
物体相对于传送带滑行的距离为△s=s2+s3=24.5m
物体与传送带相对滑动期间产生的热量为Q=f△s=490J;
答:(1)物体将从左离开传送带;(2)产生的热量是490J

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,质量m=20kg的物体从光滑曲面上高度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3m/s.已知物体与传送带间的动摩擦因…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】,【功能关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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