如图4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. (g=10m/s2)
网友回答
解析
(1)对小物体:μmg=ma,a=1.5 m/s2,物体与皮带达到共同速度时运动的位移x物满足:x物=v22a=322×1.5m=3m<4.5m,说明当物块的速度达到与传送带相同时,物块还未从传送带上掉下,因此物体获得的动能Ek=12mv2=12×1×32=4.5 J.
(2)在达到速度相等这一过程中,所需要的时间满足t=va=31.5s=2 s,所以传送带运动的距离x传=vt=3×2m=6 m,这一过程摩擦产生的热量Q满足:
Q=fx相对=μmg(x传-x物)
=0.15×1×10×(6-3)=4.5 J.
答案:(1)4.5J;(2)4.5 J