如图所示,一个可视为质点的物块,质量为m =2kg,从光滑四分之一圆弧轨道顶端由静止滑下,到达底端时恰好进入与圆弧轨道底端相切的水平传送带,传送带由一电动机驱动着匀速向左转动,速度大小为v=3m/s.已知圆弧轨道半径R=0. 8m,皮带轮的半径r =0. 2m,物块与传送带间的动摩擦因数为.
,两皮带轮之间的距离为L =6m,重力加速度g = 1Om/s2.求:
(1) 皮带轮转动的角速度多大?
(2) 物块滑到圆弧轨道底端时对轨道的作用力;
(3) 物块将从传送带的哪一端离开传送带?物块,在传送带上克服摩擦力所做的功为多大?

(1)皮带轮转动的角速度,由u=
,得
rad/s ………………………(2分)
(2)物块滑到圆弧轨道底端的过程中,由动能定理得
解得
m/s ……(2分)
在圆弧轨道底端,由牛顿第二定律得
解得物块所受支持力 F=60N ………………(3分)
由牛顿第三定律,物块对轨道的作用力大小为60N,方向竖直向下。…(1分)
(3)物块滑上传送带后做匀减速直线运动,设加速度大小为a,由牛顿第二定律得
解得 a=1m/s2 ………… (2分)
物块匀减速到速度为零时向右运动的最大距离为
m > L=6m …(2分)
可见,物块将从传送带的右端离开传送带 ………… (1分)
物块在传送带上克服摩擦力所做的功为
J ……(3分)