如图,在水平地面xOy上有一沿x正方向作匀速运动的传送带,运动速度为3v0,传送带上有一质量为m的正方形物体随传送带一起运动,当物体运动到yOz平面时遇到一阻挡板C,阻止其继续向x正方向运动。设物体与传送带间的动摩擦因数为μ1,与挡板之间的动摩擦因数为μ2。此时若要使物体沿y正方向以匀速4v0运动,重力加速度为g,问:
(1)沿y方向所加外力为多少?
(2)若物体沿y方向运动了一段时间t,则在此期间摩擦力所做的功为多少?
如图,在水平地面xOy上有一沿x正方向作匀速运动的传送带,运动速度为3v0,传送带上有一质量为m的正方形物体随传送带一起运动,当物体运动到yOz平面时遇到一阻挡板C,阻止其继续向x正方向运动。设物体与传送带间的动摩擦因数为μ1,与挡板之间的动摩擦因数为μ2。此时若要使物体沿y正方向以匀速4v0运动,重力加速度为g,问:
(1)沿y方向所加外力为多少?
(2)若物体沿y方向运动了一段时间t,则在此期间摩擦力所做的功为多少?
解:xOy对物块摩擦力如左图所示,物块沿轴正
向匀速运动时受力图如右图所示。 (2分)
f1=μ1mg (1分)
N2=f1sinθ (1分)
f2=μ2N2=μ2μ1mgsinθ (2分)
sinθ=3v0/=3/5 (2分)
cosθ= 4v0/=4/5 (2分)
外力:F=f2+f1cosθ= μ1mg(3μ2 + 4)/5 (2分)
摩擦力做的功为:
Wf=-WF=-Fv2t = -4μ1mgv0t (3μ2 + 4)/5 (2分)