如图所示,水平传送带正以v=2m/s的速度运行,两端水平距离l=8m,把一质量m=2kg的物块轻轻放到传送带的A端,物块
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解题思路:(1)根据牛顿第二定律和运动学公式求出物体在摩擦力作用下的位移,结合摩擦力和位移的大小求出摩擦力做功的大小,结合物块A到B运行的时间,求出平均功率的大小.(2)根据摩擦力的大小,以及在相对滑动过程中传送带的位移大小,求出传送带摩擦力做功的大小.

(1)物块刚放到传送带上时,由于与传送带有相对运动,物块受向右的滑动摩擦力,物块做加速运动,摩擦力对物块做功,求出物块在摩擦力作用下的位移和运动时间.物块受向右的摩擦力为:

f=μmg=0.1×2×10 N=2 N

加速度为:a=[f/m]=μg=0.1×10 m/s2=1 m/s2

当物块与传送带相对静止时的位移为:

x=

v2

2a=

22

2×1m=2 m.

摩擦力做功为:W=fx=2×2 J=4 J

相对静止后物块与传送带之间无摩擦力,此后物块匀速运动到B端,物块由A端运动到B端所用的时间为:

t=

v

a+

l−x

v=

2

1+

8−2

2s=5 s

则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率为:

P=

W

t=

4

5W W=0.8 W.

(2)把这个物块从A端传送到B端的过程中,传送带摩擦力做功为:

W′=−μmgx′=−μmg•v

v

a=−8J

答:(1)把这个物块从A端传送到B端的过程中,摩擦力对物块做功的平均功率是0.8W.

(2)把这个物块从A端传送到B端的过程中,传送带摩擦力做功是-8J.

点评:

本题考点: 功的计算;摩擦力的判断与计算.

考点点评: 解决本题的关键理清物块在传送带上的运动规律,结合运动学公式和牛顿第二定律进行求解,掌握平均功率和瞬时功率的区别,以及这两种功率的求法.