Question

【題目】如圖，在勻速轉動的電動機帶動下，足夠長的水平傳送帶以恒定速率v1勻速向右運動。一質量為m的滑塊從傳送帶右端以水平向左的速率v2（v2 > v1）滑上傳送帶，最終滑塊又返回至傳送帶的右端。就上述過程，下列判斷正確的有 ( )

A. 滑塊返回傳送帶右端的速率為v1

B. 此過程中傳送帶對滑塊做功為

C. 此過程中電動機對傳送帶做功為mv12+mv1v2

D. 此過程中滑塊與傳送帶間摩擦產生的熱量為

Answer 1

【答案】ACD

【解析】A、由于傳送帶足夠長，物體減速向左滑行，直到速度減為零，然后物體會在滑動摩擦力的作用下向右加速，由于v1＜v2，物體會先在滑動摩擦力的作用下加速，當速度增大到等于傳送帶速度時，物體還在傳送帶上，之后不受摩擦力，故物體與傳送帶一起以v1向右勻速運動，故A正確。

B、根據動能定理，此過程中只有傳送帶對滑塊做功： ，故B錯誤；

CD、設滑塊向左運動的時間t1，位移為x1，則： ，摩擦力對滑塊做功： ；

又摩擦力對滑塊做的功等于滑塊動能的減少，即： ；

該過程中傳送帶的位移：x2=v1t1

摩擦力對傳送帶做的功：

聯立解得：W2=mv1v2；

設滑塊向左運動的時間t2，位移為x3，則：

摩擦力對滑塊做功：

該過程中傳送帶的位移：x4=v1t2=2x3

滑塊相對傳送帶的總位移：x相=x1+x2+x4-x3=x1+x2+x3

滑動摩擦力對系統做功：

滑塊與傳送帶間摩擦產生的熱量大小等于通過滑動摩擦力對系統做功， ，

電動機對傳送帶做功等于系統產生的熱量與滑塊動能增量之和：

故C正確，D正確。

故選：ACD。