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  • 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）试题及答案-解答题-云返教育

      • 试题详情

      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/s      2）

      试题解答

      见解析
      解：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
      2
      Mv
      2
      0
      v      0=
      √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：
      s      1=
      v
      2
      1
      -v
      2
      0
      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=v      0t=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=F      1S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
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      必修2人教版解答题高中物理

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