解题思路:行李放上传送带后先做匀加速直线运动,当速度达到传送带速度后,做匀速直线运动.结合运动学公式求出匀加速直线运动的时间,从而得出匀加速直线运动的加速度,根据牛顿第二定律求出动摩擦因数的大小,根据动能定理求出传送带对行李做功的大小.
设行李做匀加速直线运动的时间为t1,则有:
v
2t1+v(t−t1)=l
代入数据解得,t1=0.4s.
则行李匀加速直线运动的加速度a=
v
t1=
2.4
0.4m/s2=6m/s2.
根据牛顿第二定律得,a=
μmg
m=μg,
则μ=
a
g=0.6.
根据动能定理得,W=
1
2mv2=
1
2×2.5×2.42J=7.2J.
答:行李与传送带之间的动摩擦因数为0.6,传送带对行李做的功为7.2J.
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系;功的计算.
考点点评: 解决本题的关键理清行李在传送带上的运动过程,结合牛顿第二定律和运动学公式求解.对于求解摩擦力做功也可以通过位移公式求出在摩擦力作用下的位移进行求解.