分析 (1)物体滑上传送带做匀减速运动,恰好未能从左端P点滑出,说明到达P点的速度为零.根据动能定理求初速度v.物体回头时先做匀加速运动,将速度v与传送带的速度比较,即可得到它回头从Q点滑离时的速度.
(2)对整个过程,运用动能定理求摩擦力对物体做功.
(3)由位移等于平均速度乘以时间求来的时间,由牛顿第二定律和速度公式求回的时间,从而得到总时间.
解答 解:(1)物体从Q到P的过程,由动能定理得:
-μmgL=0-$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
得:v=$\sqrt{2μgL}$=$\sqrt{2×0.2×10×4}$=4m/s
物体回头时先做匀加速运动,由于v>v0=2m/s,所以它回头从Q点滑离时的速度为:v′=v0=2m/s
(2)物体从Q出发再返回Q,由动能定理得皮带摩擦力对物体做功为:W=$\frac{1}{2}mv{′}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}^{2}$=-12J
(3)物体从Q到P的过程,由L=$\frac{v+0}{2}{t}_{1}$,得:t1=$\frac{2L}{v}$=2s
物体从P到Q的过程,先做匀加速运动,加速度为:a=$\frac{μmg}{m}$=2m/s2
所用时间为:t2=$\frac{{v}_{0}}{a}$=$\frac{2}{2}$s=1s
位移为:x1=$\frac{{v}_{0}}{2}{t}_{1}$=1m
接着物体做匀速运动,所用时间为:t3=$\frac{L-{x}_{1}}{{v}_{0}}$=$\frac{4-1}{2}$=1.5s
故总时间为:t=t1+t2+t3=4.5s
答:(1)物体的初速度v等于4m/s,它回头从Q点滑离时的速度为2m/s.
(2)物体从Q出发再返回Q,皮带摩擦力对物体做了-12J的功.
(3)物体从Q出发再返回Q所经历的时间为4.5s.
点评 本题关键是明确物体的受力情况和运动情况,研究力与位移的关系时可运用动能定理.求时间时,往往要根据牛顿第二定律和运动学公式结合解答.
科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 此时小物块的动能为F(x+L) | |
B. | 此时小车的动能为Fx | |
C. | 这一过程中,小物块和小车增加的机械能为Fx-FfL | |
D. | 这一过程中,因摩擦而产生的热量为FfL |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 悬浮在液体中的小颗粒越小,布朗运动越明显 | |
B. | 布朗运动就是液体分子的热运动 | |
C. | 布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的 | |
D. | 布朗运动说明了颗粒内分子在做永不停息的无规则运动 |
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