足够长的水平传送带始终以速度v匀速运动.某时刻放上一个小物体,质量为m,初速大小也是v,但方向与传动带的运动方向相反.最后小物体的速度与传送带相同.在小物体与传送带间有相对运

问题描述:

足够长的水平传送带始终以速度v匀速运动.某时刻放上一个小物体,质量为m,初速大小也是v,但方向与传动带的运动方向相反.最后小物体的速度与传送带相同.在小物体与传送带间有相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物体做的功为W,小物体与传送带间摩擦生热为Q,则下面的判断中正确的是(  )
A. W=

mv2
2
,Q=mv2
B. W=mv2,Q=2mv2
C. W=0,Q=mv2
D. W=0,Q=2mv2

在整个运动的过程中,物体动能变化为零,只有摩擦力做功,根据动能定理,知道W=O.
滑块先做匀减速直线运动到零,然后返回做匀加速直线运动,达到速度v后做匀速直线运动,设动摩擦因数为μ,
则匀减速直线运动的加速度a=μg,匀减速直线运动的位移x1

v2
2μg
,传送带的位移x2=v
v
μg
v2
μg
,相对滑动的路程为x=x1+x2
3v2
2μg

物体返回做匀加速直线运动的位移x1′=
v2
2μg
,传送带的位移x2′=v
v
μg
,则相对路程x′=x2′−x1′=
v2
2μg

则整个过程中相对路程s=
3v2
2μg
+
v2
2μg
=
2v2
μg
.则Q=fs=μmg•
2v2
μg
=2mv2.故D正确,A、B、C错误.
故选D.