足够长的水平传送带始终以速度v匀速运动,某时刻,一质量为m、速度大小为v,方向与传送带运动方向相反的
足够长的水平传送带始终以速度v匀速运动,某时刻,一质量为m、速度大小为v,方向与传送带运动方向相反的物体,在传送带上运动,最后物体与传送带相对静止.物体在传送带上相对滑动...
足够长的水平传送带始终以速度v匀速运动,某时刻,一质量为m、速度大小为v,方向与传送带运动方向相反的物体,在传送带上运动,最后物体与传送带相对静止.物体在传送带上相对滑动的过程中,滑动摩擦力对物体做的功为W1,传送带克服滑动摩擦力做的功W2,物体与传送带间摩擦产生的热量为Q,则( )A.W1=mv2B.W1=2mv2C.W2=mv2D.Q=2mv2
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在整个运动的过程中,物体动能的变化量为零,只有摩擦力做功,根据动能定理,得知 W1=O.
滑块先做匀减速直线运动到零,然后返回做匀加速直线运动,达到速度v后做匀速直线运动,设动摩擦因数为μ,
则匀减速直线运动的加速度大小 a=
=μg;
匀减速直线运动的时间为 t1=
=
,位移 x1=
=
,传送带的位移x2=vt1=
,物体相对传送带滑动的路程为△x=x1+x2=
.
物体返回做匀加速直线运动的加速度大小仍为a,则时间 t2′=
=
,位移 x2′=
=
,传送带的位移x2′=
,
物体相对传送带滑动的路程为△x′=x2′-x1′=
.
所以传送带克服滑动摩擦力做的功为 W2=μmg(x2+x2′)=2mv2.
物体与传送带间摩擦产生的热量为 Q=μmg(△x1+△x2′)=2mv2.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
滑块先做匀减速直线运动到零,然后返回做匀加速直线运动,达到速度v后做匀速直线运动,设动摩擦因数为μ,
则匀减速直线运动的加速度大小 a=
μmg |
m |
匀减速直线运动的时间为 t1=
v |
a |
v |
μg |
v2 |
2a |
v2 |
2μg |
v2 |
μg |
3v2 |
2μg |
物体返回做匀加速直线运动的加速度大小仍为a,则时间 t2′=
v |
a |
v |
μg |
v2 |
2a |
v2 |
2μg |
v2 |
μg |
物体相对传送带滑动的路程为△x′=x2′-x1′=
v2 |
2μg |
所以传送带克服滑动摩擦力做的功为 W2=μmg(x2+x2′)=2mv2.
物体与传送带间摩擦产生的热量为 Q=μmg(△x1+△x2′)=2mv2.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
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