下圖是某傳送裝置的示意圖。其中PQ為水平的傳送帶,傳送帶長度L=6m,與水平地面的高度為H=5m。MN是光滑的曲面,曲面與傳送帶相切于N點,現(xiàn)在有一滑塊質(zhì)量為m=3kg從離N點高為h=5m處靜止釋放,滑塊與傳送帶間的摩擦系數(shù)為μ=0.3.重力加速度為g=10m/s2。

(1)滑塊以多大的速度進入傳送帶?
(2)若傳送帶順時針轉(zhuǎn)動,請求出滑塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q與傳送帶的速度v的大小關系,并作出Q與v的圖象。
(3)若傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動,請求出物體從Q點拋出后距Q點的水平的距離與傳送帶的速度的關系。(認為滑塊以水平速度離開傳送帶)
(1)(2) 圖像如下  

(3)①傳送帶速度,水平位移
②若傳送帶速度,水平距離
③傳送帶速度,水平距離

試題分析:(1)滑塊從高h處靜止釋放,滑到傳送帶的過程,根據(jù)動能定理有
解得速度
(2)滑塊到達傳送帶時速度水平向左,而傳送帶速度水平向右,所以滑塊做勻減速運動
加速度
傳送帶長度為,當物塊滑到到傳送帶最左端時,根據(jù)勻變速直線運動有
求得速度
運動時間
設傳送帶速度為,則傳送帶向右的位移為
摩擦生熱
圖像如下圖

(3)若傳送帶速度大于,物塊在傳送帶上加速,若一直加速可達到最大速度
解得
①若傳送帶速度,物塊將以從Q端水平拋出,平拋運動時間,水平距離
②若傳送帶速度,物塊將加速到傳送帶速度后勻速,最終以從Q端拋出,水平距離
若傳送帶速度小于,物塊在傳送帶上勻減速。若一直勻減速可減到最小速度
③如傳送帶速度,物塊將以從Q端離開平拋。水平位移
④如傳送帶速度,物塊勻減速到等于傳送帶速度最終以速度從Q端拋出,水平距離
綜上①傳送帶速度,水平位移
②若傳送帶速度,水平距離
③傳送帶速度,水平距離
練習冊系列答案
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A.棒2的穩(wěn)定速度也為v0
B.作用于棒2的安培力做正功,做的功W ="Q"
C.外力做功為
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