Question

如圖所示,皮帶始終保持v=3 m/s的速度順時(shí)針運(yùn)動(dòng),一個(gè)質(zhì)量為m=1.0 kg、初速度為零的小物體放在傳送帶的左端,若物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.15,傳送帶左右兩端距離為s=4.5 m.

(1)求物體從左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間;

(2)設(shè)皮帶輪由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),求物體在皮帶上從左端運(yùn)動(dòng)到右端所消耗的電能.

Answer 1

(1)2.5 s  (2)9 J

解析:

(1)物體先做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),之后隨傳送帶做勻速直線運(yùn)動(dòng),μmg·t₁=mv-0,所以t₁=2 s,s₁=at₁²=μgt₁²=3 m,s-s₁=vt₂,所以t₂=0.5 s.知物體從左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間為：t=t₁+t₂=2.5 s.

(2)加速過程摩擦力做功為：W_f=μmg·s₁=4.5 J,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,物體動(dòng)能的增量為：ΔE_k=mv²=4.5 J,知消耗的電能為：E=W_f+ΔE_k=9 J.