Question

2．如圖上所示，有一水平傳送帶向右勻速行駛，將一質(zhì)量為m=1kg的小物塊輕放在傳送帶的左端，小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的過程中 的速度-時(shí)間圖象如圖所示，g=10m/s²，則：
（1）小物塊與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為多少？
（2）小物塊到達(dá)傳送帶右端時(shí)的動(dòng)能E_k為多少？
（3）小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能Q為多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)速度時(shí)間圖線求出物塊勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小，結(jié)合牛頓第二定律求出物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)大�。�
（2）由動(dòng)能的計(jì)算公式求出物塊的動(dòng)能．
（3）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出整個(gè)過程相對(duì)路程的大小，結(jié)合摩擦力與相對(duì)路程的乘積求出產(chǎn)生的熱能

解答 解：小物塊先在傳送帶上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物塊速度與傳送帶速度相等后物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由v-t圖象可知，傳送帶的速度為2m/s；
（1）物塊的加速度：a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{2-0}{1-0}$=2m/s²，
由牛頓第二定律得：μmg=ma，
解得：μ=0.2；
（2）物塊到達(dá)傳送帶右端時(shí)的速度為2m/s，
物塊的動(dòng)能：E_K=$\frac{1}{2}$mv²=$\frac{1}{2}$×1×2²=2J；
（3）物塊相對(duì)于傳送帶的位移：s=vt-$\frac{1}{2}$at²=1m，
物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)過程系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能：
Q=μmgs=0.2×1×10×1=2J；
答：（1）小物塊與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為0.2；
（2）小物塊到達(dá)傳送帶右端時(shí)的動(dòng)能E_k為2J；
（3）小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能Q為2J．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵理清物塊在傳送帶上整個(gè)過程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式以及速度時(shí)間圖線進(jìn)行求解．