题目内容
【题目】如图所示,倾斜传送带与水平面间的夹角θ=37°,正以恒定的速度顺时针转动,传送带两转轮轮心间距,两转轮半径远小于。现在其底端A处有一物体(可视为质点)以速度沿斜面方向冲上传送带,物体与传送带间的动摩擦因数。试求:物体经过多长时间离开传送带?(g取,3.602=13.0。)
【答案】3.3s
【解析】
货物从A处开始做匀加速运动,由牛顿第二定律求得加速度,由速度时间公式求出速度增加到等于v=2m/s所用的时间,并求出此过程的位移。之后,物体继续做匀减速运动到速度为零,然后反向运动回到底端。根据牛顿第二定律和运动学求出总时间。
物体冲上传送带之后作减速运动,设其速度减小到之前加速度大小为,有
式中为物块质量,解得
设此阶段历时,有
解得
此阶段物体的位移大小为,有
解得
当物体的速度小于之后,由于,所以物体断续作减速运动,设此阶段物体加速度大小为,且历时,速度减为0,有
解得
设此阶段物体位移大小为,有
解得
由于,所以速度减为0时,物体还未离开传送带。此后物体将沿传送带向下加速运动,最后从A端离开传送带。设此阶段物体加速度大小为,历时,有
解得
物体在传送带上运动的总时间
得
即物体经过离开传送带.
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