问题
计算题
(16分)工厂流水线上采用弹射装置把物品转运,现简化其模型分析:如图所示,质量为m的滑块,放在光滑的水平平台上,平台右端B与水平传送带相接,传送带的运行速度为v0,长为L;现将滑块向左压缩固定在平台上的轻弹簧,到达某处时由静止释放,若滑块离开弹簧时的速度小于传送带的速度,当滑块滑到传送带右端C时,恰好与传送带速度相同,滑块与传送带间的动摩擦因数为μ.求:
(1)释放滑块时,弹簧具有的弹性势能;
(2)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量.
答案
(1) mv
-μmgL
(2)mv0(v0- )-μmgL
(1)设滑块冲上传送带时的速度为v,在弹簧弹开过程中,
由机械能守恒Ep=mv2
滑块在传送带上做匀加速运动
由动能定理μmgL=mv
-
mv2
解得:Ep=mv
-μmgL.
(2)设滑块在传送带上做匀加速运动的时间为t,则t时间内传送带的位移
s=v0t
v0=v+at μmg=ma
滑块相对传送带滑动的位移Δs=s-L
相对滑动生成的热量Q=μmgΔs
解得:Q=mv0(v0- )-μmgL.