如图所示,质量m=1kg的小物体(可视为质点)从光滑曲面上高度H=0.45m处静止释放,到达底端时水平进入轴心距离L=1
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解题思路:(1)物体在曲面上运动时,机械能守恒,根据机械能守恒定律求出物体到达曲面底端时的速度大小.(2)对在传送带上的运动过程,运用动能定理,求出物体滑离传送带右端时的速度大小.(3)根据牛顿第二定律求出物体在传送带上运行的加速度,结合速度时间公式求出运行的时间,从而得出这段过程中传送带的位移,根据能量守恒得出传送一个物体电动机多做的功.

(1)物体从曲面上下滑时,机械能守恒,由机械能守恒定律得:

mgH=[1/2]mv02

解得物体滑到底端时的速度:

v0=

2gH=

2×10×0.45=3m/s;.

(2)物体滑离传送带右端时速度为v1,根据动能定理得:

-μmgL=[1/2]mv12-[1/2]mv02

代入数据解得:v1=1m/s;

(3)由牛顿第二定律得:μmg=ma,

由速度位移公式得:v22-v02=2ax1

解得当物体速度与传送带速度相等时,

物体的位移大小:x1=[7/8]m<1m,

则物体到达传送带右端前已经与传送带一起做匀速直线运动,

由速度公式得:v2=v0+at,

代入数据解得:t=0.25s;

传送带的位移:x2=v2t=4×0.25=1m,

电动机所做过:W=μmgx2=0.4×1×10×1=4J;

答:(1)物体到达曲面底端时的速度大小为3m/s;

(2)若传送带静止,则物体滑离传送带右端的速度v1为1m/s;

(3)送带将一个物体从左端传送到右端的过程中电机多做了4J的功.

点评:

本题考点: 动能定理的应用;机械能守恒定律.

考点点评: 本题综合考查了机械能守恒定律、动能定理和能量守恒定律,综合性较强,知道电动机多做的功等于摩擦力对传送带做功的大小.

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