Question

4．如圖所示，生產(chǎn)車間有兩個相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙，甲乙傳送帶的速度均為v₀．小工件離開甲前與甲的速度相同，并平穩(wěn)地傳到乙上，工件與乙之間的動摩擦因數(shù)為μ，乙的寬度足夠大，重力加速度為g．下列關(guān)于工件在乙上運(yùn)動的說法正確的是（　�。�

• A． 在地面上看，工件的運(yùn)動軌跡是曲線
• B． 若在乙上看，工件的運(yùn)動軌跡是直線
• C． 工件在乙上側(cè)向（垂直于乙的運(yùn)動方向）滑過的距離s=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2μg}$
• D． 工件在乙上相對運(yùn)動過程，摩擦力對工件做功為0

Answer 1

分析 在地面參考系中，沿甲與乙的運(yùn)動方向分析摩擦力方向，根據(jù)合外力方向與初速度方向的夾角分析工件的運(yùn)動情況．
工件滑上傳送帶乙，沿傳送帶方向相對傳送帶向后滑，垂直傳送帶方向相對傳送帶向前滑，可知摩擦力與側(cè)向的夾角為45°，根據(jù)牛頓第二定律得出側(cè)向的加速度，根據(jù)速度位移公式得出側(cè)向上滑過的距離；
根據(jù)動能定理求工件在乙上相對運(yùn)動過程中摩擦力做的功；

解答 解：A、在地面參考系中，沿甲運(yùn)動的方向滑動摩擦力分力向左，沿乙運(yùn)動的方向滑動摩擦力沿乙運(yùn)動方向，則摩擦力的合力如圖．合初速度沿甲運(yùn)動的方向，則合力與初速度不共線，所以工件的運(yùn)動軌跡是曲線．故A正確．
B、在乙參考系中，如右圖所示，摩擦力的合力與合初速度方向相反，故工件在乙上滑動的軌跡是直線，做勻減速直線運(yùn)動，故B正確．
C、根據(jù)牛頓第二定律，μmg=ma，得a=μg，摩擦力與側(cè)向的夾角為45°，側(cè)向加速度大小為${a}_{x}^{\;}=μgcos45°=\frac{\sqrt{2}}{2}μg$，
根據(jù)$-2{a}_{x}^{\;}s=0-{v}_{0}^{2}$，解得：$s=\frac{{v}_{0}^{2}}{2{a}_{x}^{\;}}=\frac{{v}_{0}^{2}}{2×\frac{\sqrt{2}}{2}μg}=\frac{\sqrt{2}{v}_{0}^{2}}{2μg}$，故C錯誤；
D、對整個相對運(yùn)動過程，初速度為${v}_{0}^{\;}$，末速度還是${v}_{0}^{\;}$，動能沒有變化，根據(jù)動能定理知${W}_{f}^{\;}=0$，故D正確；
故選：ABD

點評 本題考查工件在傳送帶上的相對運(yùn)動問題，關(guān)鍵將工件的運(yùn)動分解為沿傳送帶方向和垂直傳送帶方向，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式進(jìn)行求解．