题目内容

如图所示的传送带,其水平部分ab的长度为2m,倾斜部分bc的长度为4m,bc与水平面的夹角为α=37°,将一小物块A(可视为质点)轻轻放于a端的传送带上,物块A与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25,当传送带沿图示方向以v=2m/s的速度匀速运动时,若物块A经过b端时未脱离传送带且没有速率损失,试求:
(1)小物块在水平部分加速运动的加速度;
(2)小物块A从a端传送到b端所用的时间;
(3)小物块A从b端传送到c端所用的时间.

解:(1)物体在ab段所受的摩擦力为:
f=μmg
由牛顿第二定律列方程得,加速度为:
a=
(2)物体加速到2m/s所需时间为;
物体加速阶段的位移为:
==0.8m
物体匀速运动位移为:
s2=xab-s1=2-0.8m=1.2m
匀速运动时间为:

从a到b的时间为:
t=t1+t2=0.8+0.6s=1.4s
(3)物体在bc段的合力为:
F=mg(sin37°-μcos37°)
故加速度为:a′=g(sin37°-μcos37°)=10(0.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2
由匀变速直线运动规律可得,从b到c的时间t3满足:
由运动学公式sbc=vt3+
其中sbc=4m,v=2m/s
解得:t3=1.0s(t3′=-2s舍)
答:(1)小物块在水平部分加速运动的加速度2.5m/s2
(2)小物块A从a端传送到b端所用的时间1.4s
(3)小物块A从b端传送到c端所用的时间1.0s
分析:(1)根据牛顿第二定律求出小物块的加速度,.
(2)求出当物块的速度达到2m/s时的位移,判断出物体的运动情况,从而求出小物块从a端被传送到b端所用的时间.
(3)根据摩擦力与下滑力的关系,判断出物体的运动情况,根据牛顿第二定律求出加速度,再根据运动学公式求出小物块被传送到c端时的时间
点评:本题是动力学问题,关键根据加速度方向与速度方向的关系,理清物体的运动情况,运用牛顿第二定律和运动学公式分阶段求解.
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