題目:
如圖,滑塊m從A點以速度為0落下,經過光滑曲面後到達傳送帶,滑塊與傳送帶滑動摩擦力為f,當傳送帶靜止時滑塊落到C點
問:當傳送帶上表面以速度v向左轉動時滑塊會落到B、C、D哪一點
- 誤區:
①對於這道題憑感覺做,感覺會是B點。
②開始學運動學的時候覺得用運動學公式勉強理解,可是學到後面能量守恆,當傳送帶向左以v運動時,產生的相對位移增加從而產生熱量增加,因此能量“不守恆”了。按照功能關係應該還是在B點。
解題思路
- 按照常規運動學的解法步驟(這也是老師常用的方法):
①這道題的根本就是說給你一個初速度V0,知道加速度a(a=f/m)和位移X(X=L),求末速度。
②初末速度、位移、加速度應立即想到公式2aX=Vt^2-V0^2
③由題知道不論傳送帶運動還是不運動,初速度V0大小隻跟下落高度有關因此不變,位移X=L不變、a=f/m滑動摩擦 力的大小跟正壓力有關因此也不變,最終Vt不變,所以落點仍然是C點。
- 用能量守恆解題步驟
①這道題根本就是知道初速度V0,知道摩擦力f,知道位移X=L,求末速度
②由能量守恆動能的損失等於克服摩擦力做功
③由題可知不論傳送帶動不動,滑塊滑到傳送帶時候的初速度為V0不變,摩擦力大小f不會變,滑塊劃過的位移L不會變,因此離開傳送帶的末速度Vt不會變,最終滑塊還是落到C點。
思考與提升
明明相對位移變了啊,摩擦力產生的熱量應該增加了才對,怎麼回事?
- 理解概念
外力對滑塊做功是滑塊所受的力F與在力方向上位移的乘積。一定要找準位移和受力。
- 確實有增加的熱量
相對位移增加,增加了的熱量哪裡來的?
可以這樣理解,我們用手把滑塊固定在傳送帶上,任傳送帶轉動滑塊就是不動,雖然摩擦力產生了大量的熱量但是滑塊位移為0,滑塊沒有能量損失,因此這個傳送帶驅動機器的能量轉化成的熱量。
這題傳送帶運動起來產生的熱量增加了也來源於傳送帶驅動設備。
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