如图所示,传送带与水平面之间的夹角为θ=30°,其上A、B两点间的距离为S=5m,传送带在电动机的带动下以v=2m/s的速度匀速运动.现将一质量为m=10Kg的小物体(可视为质点)轻放在传

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,传送带与水平面之间的夹角为θ=30°,其上A、B两点间的距离为S=5m,传送带在电动机的带动下以v=2m/s的速度匀速运动.现将一质量为m=10Kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点,小物体与传送带之间的动摩擦因数μ=

3
2
,在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中,求:(g取10m/s2
(1)小物体做加速运动阶段的位移S1
(2)小物体与传送带之间的摩擦力做功产生的热量Q;
(3)传送带对小物体做的功W.
魔方格

◎ 答案

(1)如图,对小物体进行受力分析有:

魔方格

由图分析知:N=mgcosθ
f=μN=μmgcosθ
令小物体加速后能达到传送带的运动速度,则由动能定理得:
(μmgcosθ-mgsinθ)S1=
1
2
mv2-0

代入数值得S1=0.8m
∵S1<S
∴加速阶段小物体的位移S1=0.8m
(2)小物体在加速阶段做匀加速运动,令运动时间为t,则小物体运动的位移为
S1=
0+v
2
t=0.8m

在这段时间内传送带运动的位移
S2=vt=1.6m
所以摩擦产生的热量等于摩擦力乘以两物体间的相对距离
即Q=μmgcosθ(S2-S1)=

3
2
×10×10×cos30°
(1.6-0.8)J=60J
(3)根据功能关系,传送带对小物体做的功等于小物体机械能的增量
即:
W=
1
2
mv2+mgSsinθ
=
1
2
×10×22+10×10×5×sin30°
J=270J
答:(1)小物体做加速运动阶段的位移S1=0.8m;
(2)小物体与传送带之间的摩擦力做功产生的热量Q=60J;
(3)传送带对小物体做的功W=270J.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,传送带与水平面之间的夹角为θ=30°,其上A、B两点间的距离为S=5m,传送带在电动机的带动下以v=2m/s的速度匀速运动.现将一质量为m=10Kg的小物体(可视为质点)轻放在传…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】,【动能定理】,【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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