题目内容

【题目】皮带运输机是靠货物和传送带之间的摩擦力把货物送往别处的,如图所示,已知传送带与水平面的倾角为θ=37°,以4m/s的速率向上匀速运行,在传送带的底端A处无初速度地放上一质量为0.5kg的物体,它与传送带间的动摩擦因数为0.8,若传送带底端A到顶端B的长度为24m,则物体从AB的时间为多少?(取g=10m/s2sin37°=0.6,物体与传送带间的最大静摩擦力等于它与传送带间的滑动摩擦力)

【答案】

【解析】试题分析:根据受力分析得到物体速度小于传送带时的加速度,进而由匀变速运动规律求得匀加速运动时间、位移,再根据受力分析得到之后的运动状态,根据匀加速运动或匀速运动的位移规律得到后一部分的运动时间,即可得到AB的运动时间.

物体的受力情况如图所示.

代入数值得

,可见

所以物体向上做匀加速运动,直到速度达到v=4m/s

设经历的时间为t1,由牛顿第二定律得

解得,则

解得t1=10s ,解得

当物体的速度为4m/s的瞬间,物体与传送带保持相对静止,由于物体与传送带间的最大静摩擦力为3.2N等于它与传送带间的滑动摩擦力)大于,物体与传送带间存在相对的运动趋势,故物体受到向上的静摩擦力的作用,且.

在剩下的路程s2=s-s1=4m里物体随传送带一起向上匀速运动,

解得

物体从A端运动到B端的总时间为

练习册系列答案
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