解题思路:(1)物体先向左做匀减速运动,速度减为零后向右做匀加速运动,速度与传送带速度相等后匀速,根据运动学公式,可求出运动的总时间.
(2)根据动能定理求解传送带对物块做功.
(1)物体相对地向左运动的过程,根据牛顿第二定律得:加速度大小为 a=[μmg/m]=μg=0.2×10=2m/s2,
设经过时间t1速度减为零,则由0=v2-at1得 t1=
v2
a=[4/2]s=2s,这段时间内的位移x1=
v2
2t1=[4/2×2m=4m;
再设物体向右运动经过时间t2速度与传送带相等,则v1=at2,得t2=
v1
a]=[2/2]s=1s
这段时间内的位移x2=[1/2a
t22]=[1/2×2×12m=1m
所以匀速运动的位移x3=x1-x2=3m
匀速运动的时间t3=
x3
v1]=[3/2]s=1.5s
所以总时间为:t=t1+t2+t3=2s+1s+1.5s=4.5s
(2)向左运动过程,根据动能定理得:
传送带对物块做功为W1=0-[1/2m
v22]=-[1/2×1×42J=-8J
向右运动过程,根据动能定理得:
传送带对物块做功为W2=
1
2m
v21]=
1
2×1×22J=2J
传送带对物块做的总功为W=W1+W2=-6J
答:
(1)物体在传送带上运动的时间为4.5s.
(2)传送带对物块做功为-6J.
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;功的计算.
考点点评: 对于传送带问题,通常运动分两个过程,要对这两个过程分别进行运动分析和受力分析,然后结合牛顿第二定律和运动学公式求解!运用动能定理求功是常用方法,要熟练应用.