如图所示，质量为m=1kg的滑块，在水平力F作用下静止在倾角为θ=30°的光滑斜面上，斜面的末端处与水平传送带...

问题详情：

如图所示，质量为m=1kg的滑块，在水平力F作用下静止在倾角为θ=30°的光滑斜面上，斜面的末端处与水平传送带相接（滑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μ=0.25，g=10m/s2。求

(1)水平作用力F的大小；

(2)滑块开始下滑的高度h；

(3)在第(2)问中若滑块滑上传送带时速度大于3m/s，求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量Q。

【回答】

(1)；(2)0.1 m或0.8 m；(3)0.5 J

【详解】

(1)滑块受到水平推力F、重力mg和支持力FN处于平衡，如图所示：

水平推力

(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，由机械能守恒有

解得

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

解得

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；根据动能定理有

解得

(3) 在第(2)问中若滑块滑上传送带时速度大于3m/s，则，滑块滑上传动带的速度

设滑块在传送带上运动的时间为t，滑块在传送带上做匀减速直线运动，运动时间

则t时间内传送带的位移

s=v0t=1.2m

滑块相对传送带滑动的位移

相对滑动生成的热量

知识点：匀变速直线运动的速度与时间的关系

题型：解答题