问题
计算题
如图所示，静止放在水平桌面上的纸带，其上有一质量为m＝0.1 kg的铁块，它与纸带右端的距离为L＝0.5 m，铁块与纸带间、纸带与桌面间动摩擦因数均为μ＝0.1。现用力F水平向左将纸带从铁块下抽出，当纸带全部抽出时铁块恰好到达桌面边缘，铁块抛出后落地点离抛出点的水平距离为s＝0.8 m．已知g＝10 m/s2，桌面高度为H＝0.8 m，不计纸带质量，不计铁块大小，铁块不滚动．求：
(1)铁块抛出时速度大小；
(2)纸带从铁块下抽出所用时间t1；
(3)纸带抽出过程产生的内能E。
答案
解：(1)水平方向：s＝vt ①
竖直方向：H＝
gt2 ②
由①②联立解得：v＝2 m/s
(2)设铁块的加速度为a1，由牛顿第二定律，得μ
mg＝ma1 ③
纸带抽出时，铁块的速度v＝a1t1 ④
③④联立解得t1＝2 s
(3)铁块的位移s1＝
a1t12 ⑤
设纸带的位移为s2；由题意知，s2－s1＝L ⑥
由功能关系可得E＝μmgs2＋μmg(s2－s1) ⑦
由③④⑤⑥⑦联立解得E＝0.3 J