问题
选择题
足够长的水平传送带始终以速度v匀速运动,某时刻使一质量为m,初速度大小也为v的物体,沿与传送带运动方向相反的方向在传送带上滑动,教最后物体的速度与传送带相同.在物体相对传送带滑动的过程中,传送带克服摩擦力做的功为W,滑动摩擦力对物体的冲量为I,物体与传送带间摩擦生热为Q,则下列判断正确的是( )
A.W=
=mv2 2I
=mv2mv 2Q
B.W=0 I=mv Q=2mv2
C.W=2mv2 I=2mv Q=2mv2
D.W=2mv2 I=0 Q=0
答案
设小物体速度由v减到零过程对地位移大小为s,则该过程传送带对地位移为2s,两者相对移动的路程为3s;
当小物体速度由零增加到v过程,小物体和传送带对地位移分别为s和2s,两者相对移动的路程为s;
因此全过程两者相对移动的路程为4s,摩擦生热Q=4fs,而fs=
mv2,所以Q=2mv2. 1 2
物体相对传送带滑动的过程中,传送带克服摩擦力做的功,
由动能定理可得:-W=0-
m(2v)21 2
则有W=2mv2
设皮带的方向为正方向,以地面为参考系,由动量定理得:
则有滑动摩擦力对物体的冲量I=mv-m(-v)=2mv
故选:C