如图所示,水平传送带与固定斜面平滑连接,质量为m=1kg的小物体放在斜面上,斜面与水平方向的夹角为θ=37°,...
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问题详情:
如图所示,水平传送带与固定斜面平滑连接,质量为m=1kg的小物体放在斜面上,斜面与水平方向的夹角为θ=37°,若小物体受到一大小为F=20N的沿斜面向上的拉力作用,可以使小物体从斜面底端A由静止向上加速滑动。当小物体到达斜面顶端B时,撤去拉力F且水平传送带立即从静止开始以加速度a0=1m/s2沿逆时针方向做匀加速运动,当小物体的速度减为零时刚好滑到水平传送带的右端C处。小物体与斜面及水平传送带间的动摩擦因数均为µ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,AB间距离L=5m,导槽D可使小物体速度转为水平且无能量损失,g=10m/s2。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小物体运动到B点的速度
(2)小物体从A点运动到C点的时间
(3)小物体从B点运动到C点的过程中,小物体与传送带间由于摩擦而产生的热量Q
【回答】
(1);(2)3s;(3)
【详解】
(1)小物体受到沿斜面向上的拉力作用时,对其进行受力分析,由牛顿第二定律可得
解得
从到过程中由运动学公式可得
解得
(2)从到过程中由运动学公式可得
小物体在段,由牛顿第二定律可得
由运动学公式可得
小物体从到过程中的时间
总
联立解得
总
(3)小物体在段,小物体向右运动,传送带逆时针运动,对小物块
对传送带
小物体相对于传送带的位移
小物体与传送带间由于摩擦而产生的热量
解得
知识点:牛顿运动定律的应用
题型:解答题