题目内容

【题目】如图所示,与水平面夹角为θ=30°的倾斜传送带始终绷紧,传送带下端A点与上端B点间的距离为L=4 m,传送带以恒定的速率v=2 m/s向上运动。现将一质量为1 kg的物体无初速度地放于A处,已知物体与传送带间的动摩擦因数 ,取g=10 m/s2,求:

(1)物体从A运动到B共需多少时间?

(2)物体从A运动到B的过程中摩擦力共对传送带做了多少功?

【答案】(1) (2)

【解析】试题分析:分析工件的受力情况,物体受到重力、支持力、和沿斜面向上的摩擦力作用,合力沿斜面向上,物体加速运动,由牛顿第二定律求出加速度。由速度公式求出速度达到与传送带相同的时间;求出物体所受的力和物体的位移,根据功的公式,摩擦力对物体所做的功。

(1)重力沿斜面向下的分力

沿斜面向上的滑动摩擦力

故物体无初速度放在A处后物体将沿传送带向上做匀加速直线运动,

根据牛顿第二定律:

解得:a1=2.5m/s2

物体达到与传送带共速所需的时间

t1时间内物体的位移

0.8 s后滑动摩擦力突变为静摩擦力,物体受力平衡,以速度v做匀速运动,运动的时间

物体运动的总时间tt1t2=2.4s

(2)在t1时间内,摩擦力对传送带做功

t2时间内,静摩擦力做功对传送带所做的功

两阶段摩擦力对传送带做功之和

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