解题思路:(1)根据机械能守恒定律求出物块滑动C点的速度,根据牛顿第二定律求出物块在传送带上的加速度,通过运动学公式求出物块到达D点的速度大小.
(2)根据动能定理求出物块从C滑到D的过程中,皮带对物块做功的大小.
(3)根据运动学公式求出物块与传送带发生的相对位移,通过Q=f△s求出产生的热量.
(1)由机械能守恒定律得,mgh=
1
2mv12
解得物块到达C点的速度v1=
2gh=4m/s.
物块在皮带上滑动的加速度a=μg=3m/s2
由运动学公式得,−2μgL=v22−v12
解得物块到达D点的速度v2=
2g(h−μL)=2m/s.
(2)皮带对物块做功W=-μmgL=-6J.
(3)物块从C点滑动D的时间t1=
v2−v1
−μg=
2
3s
物块与皮带相对滑动的距离s1=vt1+L
物块在皮带上滑动的过程中产生的热量Q=μmgs1=14J.
答:(1)物块滑到C、D两点时的速度大小各为4m/s、2m/s.
(2)物块从C滑到D的过程中,皮带对物块做功为-6J.
(3)物块从C滑到D的过程中,因摩擦产生的热量是14J.
点评:
本题考点: 动能定理的应用;匀变速直线运动的速度与位移的关系;功能关系.
考点点评: 本题综合考查了机械能守恒定律、动能定理、牛顿第二定律,综合性较强,关键是理清运动过程,选择合适的规律进行求解.