如图所示,倾角α=30°的足够长传送带上有一长L=1.0m,质量M=0.5kg的薄木板,木板的最右端叠放质量为...
问题详情:
如图所示,倾角α=30°的足够长传送带上有一长L=1.0m,质量M=0.5kg的薄木板,木板的最右端叠放质量为m=0.3kg的小木块.对木板施加一沿传送带向上的恒力F,同时让传送带逆时针转动,运行速度v=1.0m/s。已知木板与物块间动摩擦因数μ1=,木板与传送带间的动摩擦因数μ2=,取g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若在恒力F作用下,薄木板保持静止不动,通过计算判定小木块所处的状态;
(2)若小木块和薄木板相对静止,一起沿传送带向上滑动,求所施恒力的最大值Fm;
(3)若F=10N,木板与物块经过多长时间分离?分离前的这段时间内,木板、木块、传送带组成系统产生的热量Q。
【回答】
(1)木块处于静止状态;(2)9.0N(3)1s 12J
【解析】
(1)对小木块受力分析如图*:
木块重力沿斜面的分力:
斜面对木块的最大静摩擦力:
由于:
所以,小木块处于静止状态;
(2)设小木块恰好不相对木板滑动的加速度为,小木块受力如图乙所示,则
木板受力如图*所示,则:
解得:
(3)因为F=10N>9N,所以两者发生相对滑动
对小木块有:
对长木棒受力如图*所示
解得
由几何关系有:
解得
全过程中产生的热量有两处,则
解得:。
知识点:牛顿第二定律
题型:解答题
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