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如图所示,皮带的速度是3m/s,两圆心距离s=4.5m,现将m=1kg的小物体轻...

如图所示,皮带的速度是3m/s,两圆心距离s=4.5m,现将m=1kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上,物体与皮带间的动摩擦因数μ=0.15,电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时,求:
(1)小物体获得的动能Ek
(2)这一过程摩擦产生的热量Q;
(3)这一过程电动机消耗的电能E是多少?(g=10m/s2

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(1)根据动能定理求出当物体的速度与传送带相同时物体通过的位移,判断物体是否存在匀速运动,再求物体获得的动能Ek; (2)摩擦产生的热量Q等于滑动摩擦力大小与物体传送带相对位移大小的乘积,由速度公式求出物体加速运动的时间,再求出相对位移. (3)电动机消耗的电能E转化为物体的动能和系统产生的内能,根据能量守恒求解电动机消耗的电能E. 【解析】 (1)设物体与传送带速度相同时物体通过的位移大小为S则由动能定理得   代入解得S=3m<4.5m,即物块可与皮带速度达到相同做匀速运动.则 (2)根据牛顿第二定律得   μmg=ma   物体的加速度为a=1.5m/s2 由v=at,得            t=2s 这一过程摩擦产生的热量Q=μmg(vt-s)=0.15×1×10×(6-3)=4.5J (3)根据能量守恒得E电=Ek+Q=9J 答: (1)小物体获得的动能Ek=4.5J. (2)这一过程摩擦产生的热量Q=4.5J; (3)这一过程电动机消耗的电能E是9J.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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