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如图所示,水平传送带正以v=2m/s的速度运行,两端的距离为L=10m.把一质量为m=1kg的小物体轻轻放到传送带上,物体在传送带的带动下向右运动.如物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,则把这
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如图所示,水平传送带正以v=2m/s的速度运行,两端的距离为L=10m.把一质量为m=1kg的小物体轻轻放到传送带上,物体在传送带的带动下向右运动.如物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,则把这个物体从传送带左端传送到右端的过程中(g取10m/s2),求:
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/4b90f603738da97711dd6f9ab351f8198718e395.jpg)
(1)摩擦力对物体做了多少功?
(2)为了传送物体电动机多消耗的电能为多少?
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(1)摩擦力对物体做了多少功?
(2)为了传送物体电动机多消耗的电能为多少?
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答案和解析
(1)物体放到传送带上时,相对传送带向左滑行,受到向右的滑动摩擦力,因而向右做初速度为零的匀加速直线运动,当速度增加到传送带运动的速度v=2m/s时,物体与传送带间就不再有相对滑动,也就不再有摩擦力了,物体从此做匀速运动一直到右端.物体做匀加速运动时,受力如图示:
则:物体所受摩擦力大小为:f=μFN=μmg=1N…①
物体在皮带上滑行时加速度的大小为:a=
=1m/s2…②
经历时间t=
=
=2s后,一起做匀速运动,
加速到v=2m/s过程中运动的位移为:s=
=
m=2m…③
摩擦力做的功为:W=fs=1×2J=2J…④
(2)2s内皮带的位移为s′=vt=2×2=4m
此过程中产生的热量Q=μmg(s′-s)=0.1×1×10×2=2J
物体的动能Ek=
mv2=
×1×4=2J
所以多消耗的电能E消=Q+EK=2+2=4J
答:(1)摩擦力对物体做了2J的功;
(2)为了传送物体电动机多消耗的电能为4J.
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/2f738bd4b31c870195325b57247f9e2f0608ffff.jpg)
则:物体所受摩擦力大小为:f=μFN=μmg=1N…①
物体在皮带上滑行时加速度的大小为:a=
f |
m |
经历时间t=
v |
a |
2 |
1 |
加速到v=2m/s过程中运动的位移为:s=
v2 |
2a |
22 |
2×1 |
摩擦力做的功为:W=fs=1×2J=2J…④
(2)2s内皮带的位移为s′=vt=2×2=4m
此过程中产生的热量Q=μmg(s′-s)=0.1×1×10×2=2J
物体的动能Ek=
1 |
2 |
1 |
2 |
所以多消耗的电能E消=Q+EK=2+2=4J
答:(1)摩擦力对物体做了2J的功;
(2)为了传送物体电动机多消耗的电能为4J.
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