题目内容

【题目】如图所示,水平传送带以速度v1=2m/s匀速向左运动,小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,mP=2kg、mQ=1kg,小物体P与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1.某时刻P在传送带右端具有向左的速度v2=4m/s,P与定滑轮间的绳水平.不计定滑轮质量和摩擦,小物体P与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,传送带、绳足够长,取g=10m/s2 . 求
(1)P在传送带上向左运动的最大距离;
(2)P离开传送带时的速度.(结果可用根号表示)

【答案】
(1)

解:P先以加速度a1向左做匀减速运动,直到速度减为v1,设位移为x1,由牛顿第二定律得

对p:T1+μmpg=mpa1

对Q:mQg﹣T1=mQa1

联立以上方程解得:a1=4m/s2

由运动学公式得:

解得:x1=1.5m

p接着以加速度a2向左做匀减速运动,直到速度减为0,设位移为x2,由牛顿第二定律得

对p:T2﹣μmpg=mpa2

对Q:mQg﹣T2=mQa2

联立以上方程解得:a2= m/s2

由运动学公式得:

解得:x2=0.75m

故P向左运动的最大距离x=x1+x2=2.25m


(2)

解:P向左的速度减为0后,再以加速度a2向右做匀加速运动,直到从右端离开传送带,由运动学公式得:

v2=2a2x

解得:v=


【解析】P先以加速度a1向左做匀减速运动,直到速度减为v1 , 接着以加速度a2向左做匀减速运动,直到速度减为0,根据牛顿第二定律和运动学公式即可求解

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