如图所示,传送带与水平方向成θ=30°角,皮带的AB部分长为L=3.25m,皮带以速度v=2m/s顺时针方向运动,在A端无初速地放上一质量为m=1kg的小物体,小物体与皮带间的动摩擦因数

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,传送带与水平方向成θ=30°角,皮带的AB部分长为L=3.25m,皮带以速度v=2m/s顺时针方向运动,在A端无初速地放上一质量为m=1kg的小物体,小物体与皮带间的动摩擦因数为μ=

3
5
,求:
(1)物体从A端到B端所需的时间,
(2)从A到B运动的过程中一共产生多少热量?
魔方格

◎ 答案

(1)第一阶段:物体沿传送带向下做匀加速直线运动,则由牛顿第二定律得
  mg sin30°+μmg cos30°=ma1
得加速度为  a1=8 m/s2
设加速到与传送带同速的时间为t1:v=a1t1
则得t1=0.25 s,
此过程物体的位移为 s1=0.25 m,皮带位移为s1′=vt1=0.5 m.
第二阶段:由于mgsinθ>μFN=μmgcosθ,故物体继续沿传送带向下做匀加速直线运动
则有  mg sin30°-μmg cos30°=ma2
得加速度为 a2=2 m/s2
此过程通过的位移  s2=(3.25-0.25)m=3 m,
由s2=vt2+
1
2
a2t22,解得:t2=1 s,
总时间为t=t1+t2=1.5 s,皮带位移为s2′=vt2=2 m,
(2)从A到B运动的过程中一共产生的热量为  Q=f△s1+f△s2=f(s1′-s1)+f(s2′-s2)=3.75 J.
答:
(1)物体从A端到B端所需的时间是1.5s,
(2)从A到B运动的过程中一共产生3.75J的热量.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,传送带与水平方向成θ=30°角,皮带的AB部分长为L=3.25m,皮带以速度v=2m/s顺时针方向运动,在A端无初速地放上一质量为m=1kg的小物体,小物体与皮带间的动摩擦因数…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的位移与时间的关系】,【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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