题目

题型：山东省模拟题难度：来源：

如图所示，质量为m=1kg的滑块，在水平力作用下静止在倾角为θ=30°在光滑斜面上，斜面的末端B与水平传送带相接（物块经过此位置滑上皮带时无能量损失），传送带的运行速度为v₀=3m/s，长为L=1.4m；今将水平力撤去，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=0.25。g=10m/s²。求：
（1）水平作用力力F大小；
（2）滑块下滑的高度；
（3）若滑块进入传送带速度大于3m/s，滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量。

答案

解：（1）滑块受到水平推力F、重力mg和支持力F_N处于平衡，如图所示

水平推力F=mgtanθ ①
F= ②
（2）设滑块从高为h处下滑，到达斜面底端速度为v，下滑过程机械能守恒：
∴ ③
若滑块冲上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动；根据动能定理有： ④
∴，h=0.1m ⑤
若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度，则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动；根据动能定理： ⑥
，h=0.8m ⑦
（3）设滑块在传送带上运动的时间为t，则t时间内传送带的位移：s=v₀t
 ⑧
 ⑨
滑块相对传送带滑动的位移 ⑩
相对滑动生成的热量 
Q=0.5J