Question

【題目】如圖所示，與水平方向成θ=37°角的傳送帶以速度v0=3m/s順時針勻速轉(zhuǎn)動，傳送帶兩端AB的距離足夠長，傳送帶下端A點與一水平面平滑相接，在空間中所有區(qū)域存在一與水平方向夾角θ=37°，方向與傳送帶平行的勻強電場，場強大小E=10N/C．有一質(zhì)量為m=2kg，帶電量q=+0.5C的小物塊放于距A點x1=10.125m的P點靜止釋放．物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ1=2/17．物塊與傳送帶的動摩擦因數(shù)為μ2=1/8，物塊在水平面及傳送帶上運動時，所有接觸面均絕緣，物塊在運動過程中電量不變，經(jīng)過A點動能不損失，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

(1)物塊在電場中所受電場力的大小;

(2)物塊首次運動到A點時的速度大小．

(3)物塊在傳送帶上向上運動到最高點過程中產(chǎn)生的摩擦熱Q；

Answer 1

【答案】（1）5N （2）4.5m/s （3）4.1J

【解析】試題分析：根據(jù)電場力公式即可求出電場力；對滑塊從P到A過程，根據(jù)動能定理列式求解速度；對滑塊沿著傳送帶上升過程中不同階段，根據(jù)牛頓第二定律列式求解加速度，根據(jù)運動學(xué)公式列式求解時間并求出相對位移，根據(jù)Q=f△S求解系統(tǒng)摩擦產(chǎn)生的熱量。

（1）根據(jù)電場力公式，代入數(shù)據(jù)可得電場力為：F= 5N。

（2）對滑塊從P到A過程中

根據(jù)動能定理：

代入數(shù)據(jù)解得到達(dá)A點時的速度大小為：vA=4.5m/s

（3）物塊在與傳送帶共速前，根據(jù)牛頓第二定律：

代入數(shù)據(jù)解得：a1=4.5m/s2

運動時間為：

相對運動的路程為：

共速后，繼續(xù)勻加速運動，根據(jù)牛頓第二定律：

代入數(shù)據(jù)解得：a2=2.5m/s2

運動時間為：

相對運動的路程為：

所以產(chǎn)生的熱量為：