如图所示,水平传送带的皮带以恒定的速度v运动,一个质量为m小物块以一定的水平初速度v垂直皮带边缘滑上皮带,假设皮带足够大

如图所示,水平传送带的皮带以恒定的速度v运动,一个质量为m小物块以一定的水平初速度v垂直皮带边缘滑上皮带,假设皮带足够大,物块与皮带间的动摩擦因数处处相同,以下说法正确的是(  )
A.物块相对地面做匀变速曲线运动
B.物块在皮带上运动的整个过程中摩擦力产生的热量为mv2
C.物块在皮带上运动的速度最小值小于v
D.物块在皮带上相对运动的整个过程中,摩擦力对物块做的功为零
江湖追风 1年前 已收到1个回答 举报

等闲歌舞 幼苗

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解题思路:物体相对地面的速度就是其初速度v,而其受力为摩擦力,可以得到加速大小,而加速度的方向在其相对传送带的速度的反方向,由于传送带速度也是v,则可以画图分析加速度方向,至于运动性质,是比较复杂的,由于一开始速度与力不在一条直线上,故物块做曲线运动,由于摩擦力做用,物块最终速度会和传送带一致.首先要一传送带为参考系,然后将物块的速度分解在沿摩擦力的方向和垂直于摩擦力的方向,再根据动能定理求解.

A、物块的初速度为v,加速大小为a=
μmg
m=μg,方向与传送带运动方向相同与初速度夹角为135°,如图:
滑动摩擦力方向总与相对运动方向相反,即与x轴成-450.由于物块受到的外力为摩擦力是恒定的,它相地于传送带做的是匀减速直线运动,至速度减为0,就不再受摩擦力作用,将与传送带保持相对静止.现在再转换到以地面为参考系:由于f与v不在一条直线上,物块先做初速度为v(方向沿+y方向)、加速度为μg的匀变速曲线运动,加速度方向始终与皮带边缘成45°夹角;然后物块随皮带一起沿+x方向做速度为v的匀速直线运动,故物块先做匀变速曲线运动后随带做匀速运动,故A错误;
B、皮带平面内,将初速度分解到沿加速度方向和垂直加速度方向上去,沿加速度方向做匀减速运动.经t=


2v
2
μg=

2v
2μg,沿加速度方向的速度变为零,只有垂直加速度方向的速度:v′=

2
2v,之后被传动带带着做加速运动直到和传送带速度相同,故此时的速度时最小速度,故最小速度为:vmin=

2
2v
根据动能定理可知,摩擦力做功Wf=
1
2mv′2−
1
2mv2=−
1
4mv2,故BD错误,C正确;
故选:C

点评:
本题考点: 功能关系;牛顿第二定律.

考点点评: 在处理最小速度的时候,要注意方法,即对于速度的分解,就是一般的原则:沿力的方向和垂直力的方向.不要被看似复杂的运动情形所迷惑.

1年前

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