如图所示,通过一个定滑轮用轻绳两端各栓接质量均为m的物体A、B(视为质点),其中连接物体A的轻绳水平(绳足够长...
问题详情:
如图所示,通过一个定滑轮用轻绳两端各栓接质量均为m的物体A、B(视为质点),其中连接物体A的轻绳水平(绳足够长),物体A的下边放一个足够长的水平传送带,其顺时针转动的速度恒定为v,物体A与传送带之间的动摩擦因数为0.25;现将物体A以2v0速度从左端MN的标志线冲上传送带,重力加速度为g。试回答:
(1)若传送带的速度v=v0时,物体A运动到距左端MN标志线的最远距离?
(2)若传送带的速度取(0<v<2v0)范围某一确定值时,可使物体A运动到距左端MN标志线的距离最远时,与传送带因摩擦产生的内能最小,求:此时传送带的速度v=?;摩擦产生的内能的最小值是多少?
【回答】
解:(1)设物体A向右减速到v0时的加速度为a1,由牛顿定律得:
对物体A有: ; 对物体B有:
解得加速度的大小: (2分)
物体A向右减速到v0时的位移为x1,由运动学公式:
; 得: (2分)
当物体的速度小于v0时,物体A受的摩擦力向右,设加速度为a2,由牛顿定律得:
对物体A、B整体,加速度的大小:
解得加速度的大小: (2分)
物体A向右由v0减速到零时的位移为x2,由运动学公式:
; 得:
物体A运动到距左端MN标志线的最远距离: (2分)
(2)物体A向右减速到v时的时间:;(1分)
物体A向右减速到v0时相对传送带向前的位移为△x1,由运动学公式:
(1分)
物体A向右由v减速到零时,相对传送带向后的位移为△x2,由运动学公式:
(1分)
物体A与传送带因摩擦产生的内能:
(2分)
对二次函数求极值得:当时,产生的内能最小: (1分)
知识点:专题四 功和能
题型:综合题