如图所示,质量M=20kg的物体从光滑固定曲面上高度H=0.8m处释放,到达底端时水平进入水平传送带,传送带由一电动机驱

如图所示,质量M=20kg的物体从光滑固定曲面上高度H=0.8m处释放,到达底端时水平进入水平传送带,传送带由一电动机驱动着匀速向左传动,速率为3m/s,物体与传送带的动摩擦因数=0.1,若皮带轮间的距离足够大.求:
物体从滑上到第一次离开传送带的整个过程中,由于物体和传送带间的摩擦而产生了多少热量?(g取10m/s2
左手的影子 1年前 已收到1个回答 举报

龙门鬼少 幼苗

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物体在光滑曲面上下滑到底端的过程中机械能守恒,所以
Mgh=[1/2M
v20]
v0=
2gH=
2×10×0.8=4m/s
以地面为参考系,则物体滑上传送带后先向右做匀减速运动直到速度为零,后向左做匀加速运动,直到速度与传送带相等后与传送带相对静止.在这个过程中加速度的大小和方向都不变.
a=
F1
M=[μMg/M]=μg=0.1×10=1m/s2
由匀变速直线运动的规律知,物体向右运动的位移为:
s1=

v21−
v20
2(−a)=
32−42
2×(−1)=3.5m
这个过程所用的时间为:t=
v1−v0
−a=7s
传送带向左运动的位移为:S=v0t=21m
所以物体相对传送带滑过的距离为:S相对=s1+S=3.5+21=24.5m
故由于相对滑动而产生的热量为:Q=F1S相对=μMgS相对
代入数据得:Q=490J
答:物体和传送带间的摩擦而产生了490J热量

1年前

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