如图所示,某物块质量为m=1kg,从光滑斜面上的A点由静止自由下滑,A点与斜面底的高度差为h=3.2m.物块经斜面底端冲

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  • 解题思路:(1)由动能定理求出摩擦力做的功,然后求出摩擦力做功之比;

    (2)由牛顿第二定律求出加速度,由匀变速直线运动的位移公式求出运动时间.

    (1)小物块下滑过程,由机械能守恒定律得:mgh=

    1

    2mv02,

    传送带静止时,滑动摩擦力全程都对物块做负功,设摩擦力做功为W1:W1=-μmgl=0.2×1×10×9J=18J,

    且小物块运动到传送带末端时,末速度为vt

    由动能定理得:W1=

    1

    2m

    v2t−

    1

    2m

    v20,解得:v1=

    28m/s<6m/s,

    所以,当传送带以6m/s的速度转动时,物块先在传送带上做减速运动,然后与传送带一起做匀速直线运动,物块做匀速直线运动时不受摩擦力,摩擦力不做功,设传送带转动时,摩擦力做功为W2

    由动能定理得:W2=[1/2]mv2-[1/2]mv02

    代入数据解得:W1=-18J,W2=-14J,

    则:W1:W2=9:7;

    (2)无论传送带转动多快,小物块仅在摩擦力作用下,

    加速度不会超过:a=[μmg/m]=μg,

    要使运动时间最短,小物块应全程加速运动,当其相对于地的位移等于传送带长度时:

    由位移公式得:l=v0t+[1/2]at2,代入数据解得:t=1s.

    答:(1)物块两次滑过传送带的过程中,摩擦力对物块做功的绝对值之比为9:7;(2)当传送带的转动速度在某一范围内时,物块通过传送带的时间达到最短,这一最短时间为1s.

    点评:

    本题考点: 动能定理的应用;机械能守恒定律.

    考点点评: 本题考查了求摩擦力做功之比、求物块的最短运动时间,分析清楚物块的运动过程、应用动能定理、牛顿第二定律与运动学公式即可正确解题.

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