萬希江
物體在傳送帶上的摩擦生熱問題是功與能問題中的難點,涉及勻變速直線運動、牛頓運動定律、能量守恒定律及功能關系等知識。同學們在求解此類問題時,往往會感覺無從下手,下面我們就此類問題予以歸納探析,以期對同學們的學習有所幫助。
一、物體在水平傳送帶上的摩擦生熱問題
設傳送帶兩定滑輪間的距離為L,物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,物體的質量為m,置于傳送帶的左端,初速度為v0,傳送帶的速度為v1。
二、物體在傾斜傳送帶上的摩擦生熱問題
設傳送帶兩定滑輪間的距離為L,傳送帶與水平面間的夾角為θ,物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,物體的質量為m,置于傳送帶的下端,初速度為v0,傳送帶的速度為v1。
如圖6所示,傳送帶上、下兩端相距L=5 m,傾角a= 30°,始終以v=3 m/s的速率順時針傳送(傳送帶始終繃緊)。將一物體放在傳送帶的上端由靜止釋放滑下,經過t=2 s到達傳送帶的下端,重力加速度g取10 m/s?,求:
(1) 傳送帶與物體間的動摩擦因數(shù)。
(2) 若傳送帶逆時針傳送,其速率至少多大時,物體從傳送帶上端由靜止釋放能最快地到達下端?
(3) 若傳送帶逆時針傳送,物體的質量m=1 kg,那么物體從傳送帶上端由靜止釋放能最快到達下端的過程中,摩擦力產生的熱量是多少?