解答:解:(1)如图,对小物体进行受力分析有:
由图分析知:N=mgcosθ
f=μN=μmgcosθ=
×10×10×
3
2
=75N
3
2
mgsinθ=50N
f>mgsinθ,则小物体可以与传送带上静止.
根据牛顿第二定律:f-mgsinθ=ma
75N-50N=10a
得:a=2.5m/s2
则匀加速的时间:t1=
=v a
=0.4s1 2.5
匀加速的位移:s1=
=v2 2a1
=0.2m12 2×2.5
则小物体匀速运动的位移为:s2=5m-0.2m=4.8m
匀速运动的时间:t2=
=s2 v
=4.8s4.8 1
则小物体从A到B所需时间为:t=0.4s+4.8s=5.2s
(2)由功能关系知传送带对小物体做的功等于小物体机械能的增量:
W=
mv2+mgssin30°=1 2
×10×12+10×10×5×1 2
=255J1 2
(3)在前0.4s时间内传送带运动的位移为:
S2=vt=1×0.4=0.4m
所以摩擦产生的热量等于摩擦力乘以两物体间的相对距离,即:
Q=μmgcosθ(S2-S1)=75N×(0.4-0.2)J=15J
电动机做的功为:W′=255J+15J=270J.
答:(1)小物体从A到B所需时间5.2s
(2)传送带对小物体做的功255J
(3)电动机做的功为270J.