解题思路:工件放上传送带先做匀加速直线运动,当速度达到传送带速度后,与传送带一起做匀速直线运动,根据牛顿第二定律求出加速度,根据速度时间公式求出匀加速直线运动时间,进而判断工件在5s内的运动情况,结合运动学基本公式求出5s内的位移,根据动能定理求解摩擦力对工件做的功.
工件放上传送带先做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得:
a=
μmg
m=0.2×10=2m/s2
工件速度与传送带相等所需时间为t=
△v
a=
2−0
2=1s,
此后4s物体与传送带一起做匀速直线运动,
所以工件在5s内的位移x=
1
2at2+v(5−t)=
1
2×2×1+2×4=9m,
工件5s末的速度为v=2m/s,工件整个运动过程中,只有摩擦力做功,根据动能定理得:
Wf=
1
2mv2=
1
2×2×4=4J
答:放手后工件在5s内的位移是9m,摩擦力对工件做功为4J.
点评:
本题考点: 功的计算;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律.
考点点评: 解决本题的关键理清工件在整个过程中的运动情况,结合牛顿第二定律、运动学公式动能定理进行求解,知道工件放上传送带先做匀加速直线运动,当速度达到传送带速度后,与传送带一起做匀速直线运动,难度不大,属于基础题.