Question

如图所示，静止放在水平光滑的桌面上的纸带，其上有一质量为m=1.0 kg的铁块，它与纸带右端的距离为L=0.5 m，铁块与纸带间的动摩擦因数为μ=0.1。现用力F水平向左将纸带从铁块下抽出，当纸带全部抽出时铁块恰好到达桌面边缘，铁块抛出后落地点离抛出点的水平距离为s=0.8 m。已知g=10 m/s²，桌面高度为H=0.8 m，不计纸带质量，不计铁块大小，铁块不翻滚。求：
（1）铁块抛出时速度大小；
（2）纸带从铁块下抽出所用的时间t；
（3）纸带抽出过程产生的内能Q。

Answer 1

解：（1）水平方向：s=vt ①
竖直方向  ②
由①②联立解得：v=2 m/s
（2）设铁块的加速度为a，由牛顿第二定律，得：μmg=ma ③
纸带抽出时，铁块的速度：v=at ④
由③④联立解得：t=2 s
（3）由题意知，纸带和铁块的相对路程为：△s=L ⑤
由功能关系可得：Q= μmg△s ⑥
由⑤⑥联立解得：Q=0.5 J