早教吧 育儿知识 作业答案 考试题库 百科 知识分享

如图所示,水平传送带正以v=2m/s的速度运行,两端水平距离l=8m,把一质量m=2kg的物块轻轻放到传送带的A端,物块在传送带的带动下向右运动.若物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,不计物块

题目详情
如图所示,水平传送带正以v=2m/s的速度运行,两端水平距离l=8m,把一质量m=2kg的物块轻轻放到传送带的A端,物块在传送带的带动下向右运动.若物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,不计物块的大小,g取10m/s2

(1)把这个物块从A端传送到B端的过程中,摩擦力对物块做功的平均功率是多少?
(2)把这个物块从A端传送到B端的过程中,传送带克服摩擦力做功是多少?
(3)1s时,摩擦力对物体做功的功率是多少?皮带克服摩擦力做功的功率是多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)物块刚放到传送带上时,由于与传送带有相对运动,物块受向右的滑动摩擦力,物块做加速运动,摩擦力对物块做功,求出物块在摩擦力作用下的位移和运动时间.物块受向右的摩擦力为:
f=μmg=0.1×2×10 N=2 N
加速度为a=
f
m
=μg=0.1×10 m/s2=1 m/s2
当物块与传送带相对静止时的位移为:
x=
v2
2a
4
2×1
m=2 m.
摩擦力做功为:W=fx=2×2 J=4 J
相对静止后物块与传送带之间无摩擦力,此后物块匀速运动到B端,物块由A端运动到B端所用的时间为:
t=
v
a
+
l−x
v
=
2
1
 s+
8−2
2
 s=5 s
则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率为:
P=
W
t
=
4
5
 W=0.8 W.
(2)把这个物块从A端传送到B端的过程中,传送带克服摩擦力做功W′=μmgx′=μmg•v
v
a
=2×2×
2
1
J=8J.
(3)1s时,物块的速度为v1=at=1 m/s
则摩擦力对物块做功的功率为
P1=fv1=2×1W=2 W.
皮带的速度为v=2 m/s,故皮带克服摩擦力做功的功率为P2=fv=2×2 W=4 W.
答:(1)把这个物块从A端传送到B端的过程中,摩擦力对物块做功的平均功率是0.8W.
(2)把这个物块从A端传送到B端的过程中,传送带克服摩擦力做功是8J.
(3)1s时,摩擦力对物体做功的功率是2W,皮带克服摩擦力做功的功率是4W.