题目内容
【题目】如图所示,一速度v=4m/s顺时针匀速转动的水平传送带与倾角θ=37°的粗糙足长斜面平滑连接,一质量m=2Kg的可视为质点的物块,与斜面间的动摩擦因数为μ1=0.5,与传送带间的动摩擦因数为2=0.4,小物块以初速度v0=10m/s从斜面底端上滑求:(g=10m/s2)
(1)小物块以初速度v0沿斜面上滑的最大距离?
(2)要使物块由斜面下滑到传送带上时不会从左端滑下,传送带至少多长?
(3)若物块不从传送带左端滑下,物块从离传送带右侧最远点到再次上滑到斜面最高点所需时间?
【答案】(1) x1=5m (2) L=2.5m (3)t=1.525s
【解析】(1)小物块以初速度v0沿斜面上滑时,以小物块为研究对象,由牛顿第二定律得: ,解得
设小物块沿沿斜面上滑距离为x1,则,解得
(2)物块沿斜面下滑时以小物块为研究对象,由牛顿第二定律得: ,解得:
设小物块下滑至斜面底端时的速度为v1,则解得:
设小物块在传送带上滑动时的加速度为a3, 由牛顿第二定律得: ,解得:
设物块在传送带向左滑动的最大距离为L,则,解得:
传送带至少2.5m物块不会由传送带左端滑下
(3)设物块从传送带左端向右加速运动到和传送带共速运动的距离为x2,则,解得: ,故小物体先加速再随传送带做匀速运动。
设小物体加速至与传送带共速用时t1,则,解得
设小物体匀速运动用时t2,则,解得
设小物体由底端上滑到斜面最高点所时间t3,则,解得
物块从离传送带右侧最远点到再次上滑到斜面最高点所需时间
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