解题思路:(1)小物体从传送带滑出时做平抛运动,恰好由A点落入洞中,已经知道做平抛运动的水平和竖直位移,可根据平抛运动的规律求出初速度,刚到达传送带上时小物体的速度恰好和传送带相同,说明它们无相对运动,一起以相同的速度做匀速运动直到抛出,所以传送带的运动速度等于刚抛出时的速度;
小物体从初始位置刚滑到传送带上的过程中只有重力做功,可以用动能定理求出小物体下落的高度,加上h,就是H的大小;
(2)小物体从传送带滑出时做平抛运动,若要使小物体恰好由B点落入洞中,则要求它的水平位移为s+D,竖直位移为h,根据平抛运动的规律求出抛出时的初速度,再根据动能定理即可解得H′.
(1)小物体做平抛运动有:h=
1
2gt2
所以,v=
s
t=
g
2hs=
10
2×1.25×1m/s=2m/s
由机械能守恒定律有 mg(H−h)=
1
2mv2
所以,H=h+
v2
2g=(1.25+
22
2×10)m=1.45m
(2)设此时平抛运动的初速为v′,则有:S+D=v′t
所以 v′=
g
2h(S+D)=
10
2×1.25×(1+0.5)m/s=3m/s
由动能定律有:mg(H′−h)−μmghL=
1
2mv′2
H′=h+μL+
v′2
2g=1.25+0.1×1+
32
2×10m=1.8m
答:
(1)传送带的运动速度v为2m/s;H的大小为1.45m;
(2)若要使小物体恰好由B点落入洞中,小物体在曲面上由静止开始释放的位置距离地面的高度H′应该是1.8m.
点评:
本题考点: 机械能守恒定律;牛顿第二定律;向心力.
考点点评: 本题是平抛运动的基本规律和动能定理应用相结合的题型,其中还涉及到物体与传送带的相对运动,关键要正确分析物体的运动情况,把握每个过程的物理规律.