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精英家教网如图所示,长度L=10m的水平传送带以速率v0=4m/s沿顺时针方向运行,质量m=1kg的小物块(可视为质点)以v1=6m/s的初速度从右端滑上传送带.已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g=10m/s2,则物块(  )
A、相对地面向左运动的最大距离为4.5mB、相对地面向左运动的最大距离为10.5mC、从滑上传送带到滑下传送带所用的时间2.5 sD、从滑上传送带到滑下传送带所用的时间3.125 s
分析:由牛顿第二定律求出物块的加速度,由速度位移公式求出物体相对地面速度变为零时的位移,然后分析物块的运动过程,然后由匀变速运动的速度公式求出物块的运动时间.
解答:解:A、物块滑上传送带时,受到向右的滑动摩擦力,向左做匀减速运动,
由牛顿第二定律得:μmg=ma,加速度:a=μg=0.4×10=4m/s2
由匀变速运动的速度位移公式可得,物块速度变为零时的位移:
s=
02-v12
2a
=
0-62
2×4
=4.5m,故A正确,B错误;
C、物块速度变为零时所用的时间:t=
v1
a
=
6
4
=1.5s,
4.5m<10m,即物块没从传送带左边滑下,则物块到达相对地面的最左端后向右做匀加速直线运动,
同样a=μg=0.4×10=4m/s2,加速度到4m/s后变为匀速,加速阶段经历的时间为:t′=
v0
a
=
4
4
=1s;
加速阶段发生的位移为:
v02-02
2a
=
42-0
2×4
=2m;
之后的4.5m-2m=2.5m做匀速直线运动:t″=
2.5
4
=0.625s
则所用总时间:t=t+t′+t″=1.5+1+0.625=3.125s
故D正确,C错误;
故选:AD.
点评:本题考查了求物块的位移、运动时间问题,分析清楚物体的运动过程是本题正确解题的关键,分析清楚物体的运动过程、应用牛顿第二定律与运动学公式即可正确解题.
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