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  • （2008?济宁一模）如图所示，质量m=20kg的物体从光滑曲面上高度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转动，速率为3m/s．已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1．（g取10m/s2）（1）若两皮带轮之间的距离是6m，物体冲上传送带后就移走光滑曲面，物体将从哪一边离开传送带？通过计算说明你的结论．（2）若皮带轮间的距离足够大，从m滑上到离开传送带的整个过程中，由于m和传送带间的摩擦而产生了多少热量？试题及答案-解答题-云返教育

      • 试题详情

      （2008?济宁一模）如图所示，质量m=20kg的物体从光滑曲面上高度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转动，速率为3m/s．已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1．（g取10m/s2）
      （1）若两皮带轮之间的距离是6m，物体冲上传送带后就移走光滑曲面，物体将从哪一边离开传送带？通过计算说明你的结论．
      （2）若皮带轮间的距离足够大，从m滑上到离开传送带的整个过程中，由于m和传送带间的摩擦而产生了多少热量？

      试题解答

      见解析
      解：（1）物体将从传送带的右边离开．
      物体从曲面上下滑时机械能守恒，有mgH=
      1
      2
      mv2
      解得物体滑到底端时的速度      v0=
      √2gh
      =4m/s
      以地面为参照系，物体滑上传送带后向右做匀减速运动直到速度为零，期间物体的加速度大小和方向都不变，加速度大小为a=
      f
      M
      =1m/s2；
      物体从滑上传送带到相对地面速度减小到零，对地向右发生的位移为：      s1=
      0-v
      2
      0
      -2a
      =8m＞6m
      物体将从右离开传送带．
      （2）以地面为参考系，若两皮带轮间的距离足够大，则物体滑上传送带后向右做匀减速运动直到速度为零，后向左做匀加速运动，直到速度与传送带速度相等后与传送带相对静止，从传送带左端掉下，期间物体的加速度大小和方向都不变，加速度大小为：a=
      f
      M
      =1m/s2；
      取向右为正方向，物体发生的位移为：      s2=
      v
      2
      1
      -v
      2
      0
      -2a
      =3.5m；
      物体运动的时间为：t=
      v1-v0
      -a
      =7s
      这段时间内皮带向左运动的位移大小为s      3=vt=21m；
      物体相对于传送带滑行的距离为△s=s      2+s3=24.5m
      物体与传送带相对滑动期间产生的热量为Q=f△s=490J；
      答：（1）物体将从左离开传送带；（2）产生的热量是490J
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