Question

（20分）如圖甲所示，水平光滑的桌面上靜止放置一條長為的紙帶，紙帶上正中間位置放置有一質量為的小鐵塊，紙帶的左邊恰好在桌面的左邊緣，小鐵塊與紙帶間的動摩擦因數為.現讓紙帶從時刻開始一直保持的速度向左勻速運動.已知桌面高度為，，小鐵塊在運動過程中不翻滾，不計空氣阻力.求：

（1）小鐵塊從開始運動到桌面邊緣過程所經歷的時間并在乙圖畫出此過程中小鐵塊的圖象；
（2）小鐵塊拋出后落地點到拋出點的水平距離；
（3）小鐵塊從開始運動到桌面邊緣過程中產生的內能。

Answer 1

（1），圖象如下圖所示.

（2）  （3）

試題分析：（1）鐵塊向左勻加速運動過程中，加速度為
設鐵塊從靜止到速度與紙帶相同所經歷的時間為，由公式得： 
此過程鐵塊通過的位移為
此后鐵塊做勻速運動，時間為
故小鐵塊從開始運動到桌面邊緣過程所經歷的時間為
作出圖象如上圖．
（2）鐵塊離開桌面后做平拋運動，則水平方向有：
豎直方向：
解得
（3）鐵塊在紙帶上做勻加速運動的過程中相對于紙帶的位移為
故產生的內能為