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如图1所示,水平传送带AB逆时针匀速转动,一个质量为M=1.0kg的小物块以某一初速度由传送带左端滑上,通过速度传感器记录下物块速度随时间的变化关系如图2所示(图中取向左为正方向,
题目详情
如图1所示,水平传送带AB逆时针匀速转动,一个质量为M=1.0kg的小物块以某一初速度由传送带左端滑上,通过速度传感器记录下物块速度随时间的变化关系如图2所示(图中取向左为正方向,以物块滑上传送带时为计时零点).已知传送带的速度保持不变,g取10m/s2.求:
(1)物块与传送带间的动摩擦因数μ;
(2)物块在传送带上的运动时间:
(3)整个过程中系统生成的热量.
(1)物块与传送带间的动摩擦因数μ;
(2)物块在传送带上的运动时间:
(3)整个过程中系统生成的热量.
▼优质解答
答案和解析
(1)由速度图象可得,物块做匀变速运动的加速度:a=
=
=2.0 m/s2
由牛顿第二定律得f=Ma
得到物块与传送带间的动摩擦因数 μ=
=
=0.2
(2)由速度图象可知,物块初速度大小v=4m/s、传送带速度大小v'=2m/s,物块在传送带上滑动t1=3s后,与传送带相对静止.
前2秒内物块的位移大小s1=
t=4m、向右,
后1秒内的位移大小s2=
t′=1m、向左,
3秒内位移s=s1-s2=3m,向右;
物块再向左运动时间t2=
=1.5s
物块在传送带上运动时间t=t1+t2=4.5s;
(3)物块在皮带上滑动的3s内,皮带的位移s'=v't1=6m,向左;物块位移的s=s1-s2=3m,向右
相对位移为:△s′=s'+s=9m
所以转化的热能 EQ=f×△s′=18J;
答:(1)物块与传送带间的动摩擦因数为0.2;
(2)物块在传送带上的运动时间为4.5s;
(3)整个过程中系统生成的热量为18J.
△v |
△t |
4.0 |
2 |
由牛顿第二定律得f=Ma
得到物块与传送带间的动摩擦因数 μ=
Ma |
Mg |
2.0 |
10 |
(2)由速度图象可知,物块初速度大小v=4m/s、传送带速度大小v'=2m/s,物块在传送带上滑动t1=3s后,与传送带相对静止.
前2秒内物块的位移大小s1=
v |
2 |
后1秒内的位移大小s2=
v′ |
2 |
3秒内位移s=s1-s2=3m,向右;
物块再向左运动时间t2=
s |
v′ |
物块在传送带上运动时间t=t1+t2=4.5s;
(3)物块在皮带上滑动的3s内,皮带的位移s'=v't1=6m,向左;物块位移的s=s1-s2=3m,向右
相对位移为:△s′=s'+s=9m
所以转化的热能 EQ=f×△s′=18J;
答:(1)物块与传送带间的动摩擦因数为0.2;
(2)物块在传送带上的运动时间为4.5s;
(3)整个过程中系统生成的热量为18J.
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