13.如今網(wǎng)上購物非常流行,快遞公司把郵件送到家里,消費者足不出戶就可以購買到所需的商品.如圖是某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意圖,皮帶在電動機的帶動下保持V=2m/s的恒定速度向右運動.現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2kg的郵件輕放在皮帶左端.郵件和皮帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.皮帶長L=2m.取g=10m/s2,在郵件從左端運送到右端的過程中,求
(1)郵件所用的時間t;
(2)整個過程中摩擦產(chǎn)生的熱量Q;
(3)郵件與皮帶間的摩擦力對皮帶做的功W.

分析 (1)對郵件,運用牛頓第二定律求出加速度,由速度時間公式求出郵件加速達到傳送帶速度所需的時間.由位移公式求出加速過程的位移,判斷郵件是否有勻速運動,再求出勻速運動的時間,從而得到總時間.
(2)由位移公式求出郵件加速過程傳送帶的位移,得到郵件相對于傳送帶的位移大小,再乘以摩擦力,即可求得摩擦生熱Q.
(3)根據(jù)摩擦力的大小以及皮帶的位移大小求出郵件與皮帶間的摩擦力對皮帶做的功W.

解答 解:(1)郵件放到皮帶上時勻加速運動的加速度為 a=$\frac{μmg}{m}$=μg=5m/s2
郵件勻加速運動到與傳送帶共速的時間 t1=$\frac{v}{a}$=$\frac{2}{5}$=0.4s
勻加速運動的位移 x=$\frac{v}{2}{t}_{1}$=$\frac{2}{2}$×0.4s=0.4m
由于 x<L=2m,所以共速后郵件與傳送帶一起勻速運動,用時 t2=$\frac{L-x}{v}$=$\frac{2-0.4}{2}$=0.8s
故郵件所用的時間 t=t1+t2=1.2s
(2)郵件與皮帶間相對的位移大小為:△x=vt1-x=2×0.4-0.4=0.4m
整個過程中摩擦產(chǎn)生的熱量 Q=μmg△x=0.5×2×10×0.4J=4J
(3)郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中,設皮帶相對地面的位移為s,則:
   s=vt1=2×0.4m=0.8m
摩擦力對皮帶做的功 W=-μmgs=-0.5×2×10×0.8J=-8J.
答:
(1)郵件滑動的時間t為1.2s;
(2)整個過程中摩擦產(chǎn)生的熱量Q是4J;
(3)郵件與皮帶間的摩擦力對皮帶做的功W為-8J.

點評 本題的關鍵要需理清郵件在整個過程中的運動情況,運用動力學的基本方法,邊計算,邊判斷.要注意摩擦生熱與相對位移有關.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.如圖所示為汽車的加速度和車速的倒數(shù)$\frac{1}{v}$的關系圖象.若汽車質(zhì)量為2×103 kg,它由靜止開始沿平直公路行駛,且行駛中阻力恒定,最大車速為30m/s,則( 。
A.汽車所受阻力為2×103 N
B.汽車勻加速所需時間為5 s
C.汽車勻加速的加速度為3 m/s2
D.汽車在車速為5 m/s時,功率為6×104 W

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.以下說法正確的是( 。
A.慣性是物體的固有屬性,物體速度越大,慣性越大
B.繞地球運行的衛(wèi)星處于完全失重狀態(tài),衛(wèi)星慣性消失
C.物體克服重力做功,物體的重力勢能一定增加
D.力對物體做的功越多,該力做功的功率越大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.小球以v0=6m/s的初速度滑上一光滑斜面,小球在斜面上運動的加速度大小始終為2m/s2,斜面足夠長,則關于小球滑上斜面后的運動下列說法正確的是( 。
A.小球在斜面上一直做勻減速運動
B.經(jīng)過5s小球的路程為13m
C.第2個2s內(nèi)的平均速度為0
D.小球滑上斜面后位移為5m,需要的時間為1s或5s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

8.如圖所示是研究勻變速直線運動實驗打出的一條紙帶.已知電源頻率為50Hz,每5個時間間隔作為一個計數(shù)點,A、B、C、D是紙帶上的連續(xù)四個計數(shù)點,測得AB=7.30cm,AC=15.60cm,AD=24.90cm.則AC段的平均速度$\overline{v}$=0.78m/s,打C計數(shù)點時紙帶的速度vC=0.88m/s.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖所示,不帶電的枕形導體的A、B兩端各貼有一對金箔.當枕形導體的A端靠近一帶電導體C時,以下說法錯誤的是( 。
A.A端金箔張開,B端金箔閉合
B.用手觸枕形導體B端時,A端金箔仍張開,B端金箔閉合
C.用手觸枕形導體后,先后將手和C都移走,兩對金箔均張開
D.選項C中兩對金箔帶同種電荷

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

5.汽車在路上出現(xiàn)故障時,應在車后放置三角警示牌(如圖所示),以提醒后面駕車司機,減速安全通過.在夜間,有一貨車因故障停駛,后面有一小轎車以30m/s的速度向前駛來,由于夜間視線不好,小轎車駕駛員只能看清前方50m的物體,并且他的反應時間為0.5s,制動后最大加速度為6m/s2.求:
(1)小轎車從剎車到停止所用的最短時間;
(2)三角警示牌至少要放在車后多遠處,才能有效避免兩車相撞.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

2.在滑雪場,小明從85m長的滑道上滑下.小明滑行的初速度為0,末速度為5.0m/s.如果將小明在滑道上的運動看成勻變速直線運動,求他下滑過程加速度的大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.如圖所示,傳送帶與地面成夾角θ=37°,以10m/s的速度逆時針轉動,在傳送帶上端輕輕地放一個質(zhì)量m=0.5kg的物體,它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,已知傳達帶從A→B的長度L=16m,則
(1)物體從A到B需要的時間為多少?
(2)到達B點的速度是多少?
(3)該過程因摩擦生熱多少?
(4)若傳送帶靜止,物體由A到B的時間是多少?
(5)若傳送帶以10m/s的速度順時針轉動,物體由A到B的時間是多少?

查看答案和解析>>

同步練習冊答案