解题思路:(1)根据牛顿第二定律和运动学公式求出物体在摩擦力作用下的位移,结合摩擦力和位移的大小求出摩擦力做功的大小,结合物块A到B运行的时间,求出平均功率的大小.(2)根据摩擦力的大小,以及在相对滑动过程中传送带的位移大小,求出传送带摩擦力做功的大小.
(1)物块刚放到传送带上时,由于与传送带有相对运动,物块受向右的滑动摩擦力,物块做加速运动,摩擦力对物块做功,求出物块在摩擦力作用下的位移和运动时间.物块受向右的摩擦力为:
f=μmg=0.1×2×10 N=2 N
加速度为:a=[f/m]=μg=0.1×10 m/s2=1 m/s2
当物块与传送带相对静止时的位移为:
x=
v2
2a=
22
2×1m=2 m.
摩擦力做功为:W=fx=2×2 J=4 J
相对静止后物块与传送带之间无摩擦力,此后物块匀速运动到B端,物块由A端运动到B端所用的时间为:
t=
v
a+
l−x
v=
2
1+
8−2
2s=5 s
则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率为:
P=
W
t=
4
5W W=0.8 W.
(2)把这个物块从A端传送到B端的过程中,传送带摩擦力做功为:
W′=−μmgx′=−μmg•v
v
a=−8J
答:(1)把这个物块从A端传送到B端的过程中,摩擦力对物块做功的平均功率是0.8W.
(2)把这个物块从A端传送到B端的过程中,传送带摩擦力做功是-8J.
点评:
本题考点: 功的计算;摩擦力的判断与计算.
考点点评: 解决本题的关键理清物块在传送带上的运动规律,结合运动学公式和牛顿第二定律进行求解,掌握平均功率和瞬时功率的区别,以及这两种功率的求法.