如图所示,一水平的浅色长传送带上放置一质量为m的煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ.初始时,传送带与煤块都是静止的.现让传送带以恒定的加速度a开始运动,当
问题描述:
如图所示,一水平的浅色长传送带上放置一质量为m的煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ.初始时,传送带与煤块都是静止的.现让传送带以恒定的加速度a开始运动,当其速度达到v后,便以此速度作匀速运动.经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动,关于上述过程,以下判断正确的是(重力加速度为g)( )
A. μ与a之间一定满足关系μ≥
a g
B. 黑色痕迹的长度为
(a−μg)v2
2a2
C. 煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为
v μg
D. 煤块与传送带由于摩擦而产生的热量为
mv2
2
答
A、要发生相对滑动,传送带的加速度需大于煤块的加速度.即a>μg,则μ<
.故A错误.a g
B、当煤块的速度达到v时,经过的位移x1=
,经历的时间t=v2 2μg
.此时传送带的位移x2=v μg
+v(v2 2a
−v μg
)=v a
−v2 μg
,则黑色痕迹的长度L=x2−x1=v2 2a
−v2 2μg
.故B错误,C正确.v2 2a
D、煤块与传送带由于摩擦产生的热量Q=fx相对=fL=
mv2−1 2
.故D错误.μmgv2
2a
故选C.