解题思路:由图象可以得出物体先做匀加速直线运动,当速度达到传送带速度后,由于重力沿斜面向下的分力大于摩擦力,物块继续向下做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律,结合加速度的大小求出动摩擦因数的大小.分别求出物体两次匀加速直线运动的位移,结合摩擦力的大小求出摩擦力对物体做功的大小.
A、物体先做初速度为零的匀加速直线运动,速度达到传送带速度后,由于重力沿斜面向下的分力大于摩擦力,物块继续向下做匀加速直线运动,从图象可知传送带的速度为10m/s.故A错误.
BC、开始时物体摩擦力方向沿斜面向下,速度相等后摩擦力方向沿斜面向上,
则a1=
mgsinθ+μmgcosθ
m=gsinθ+μgcosθ=
10
1=10m/s2.
a1=
mgsinθ−μmgcosθ
m=gsinθ−μgcosθ=
12−10
1=2m/s2.
联立两式解得:μ=0.5,θ=37°.故BC错误.
D、第一段匀加速直线运动的位移为:x1=
v02
2a1=
100
20=5m,
摩擦力做功为:Wf1=μmgcosθ•x1=0.5×10×0.8×5J=20J,
第二段匀加速直线运动的位移为:x2=
v2−v02
2a2=
144−100
4=11m,
摩擦力做功为:Wf2=-μmgcosθ•x2=-0.5×10×0.8×11J=-44J,
所以有:Wf=Wf1+Wf2=20-44=-24J.故D正确.
故选:D.
点评:
本题考点: 功的计算;匀变速直线运动的图像;动摩擦因数.
考点点评: 解决本题的关键理清物体在整个过程中的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.