Question

高一物理必修2的题，求详解

如图所示，一水平方向的足够长的传送带以恒定的速度v=3m/s沿顺时针方向转动，传送带右端固定着一光滑曲面，并与曲面下端相切，一物块自曲面上高为H的P点由静止滑下，滑到传送带上继续向左运动，物块没有从左边滑离传送带，已知传送带与物体间的动摩擦因数μ=0.2，不计物块滑过曲面与传送带交接处的能量损失。求：
（1）H=1.5m,物块返回曲面时上升的最大高度；
（2）H=0.2m, 物块返回曲面时上升的最大高度。

Answer 1

物块滑到传送带上继续向左运动，没有从左边滑离传送带，表明物块先向左做加速运动，后向右做减速运动。由受力分析可知，加速和减速时所受合力都等于滑动摩擦力。所以两过程加速度相同，由运动的对称性可以确定，若物块以大于v=3m/s的速度滑上传送带，则以v=3m/s速度滑离传送带；若以小于v=3m/s的速度滑上传送带，则以进入的速度滑离传送带。
（1）H=1.5m，滑上传送带速度v1,mgH=mv1^2/2得 v1^2=30 v1 大于v
mgH1=mv^2/2 解得 H1=0.45m
（2）H=0.2m 滑上传送带速度v2,mgH=mv2^2/2 得 v2=2m/s v2小于 v
mgH2=mv2^2/2 解得 H2=0.2m