题目内容
【题目】如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ,则下图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】解:初状态时:重力的分力与摩擦力均沿着斜面向下,且都是恒力,所以物体先沿斜面匀加速直线运动,
由牛顿第二定律得:
加速度:a1= =gsinθ+μgcosθ;
当小木块的速度与传送带速度相等时,由μ<tanθ知道木块继续沿传送带加速向下,
但是此时摩擦力的方向沿斜面向上,再由牛顿第二定律求出此时的加速度:
a2= =gsinθ﹣μgcosθ;
比较知道a1>a2,图象的斜率表示加速度,所以第二段的斜率变小.
故ABC不符合题意,D符合题意;
故答案为:D
本题需要分析出小木块的速度随时间的变化规律,则首先要分析小木块起始阶段的受力情况,因为皮带轮逆时针旋转,所以摩擦力是沿斜面向下,向下的力还有重力的下滑分力,并且它们都是恒力,所以小木块先沿斜面做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求出加速度,当小木块的速度与传送带的速度相等时,由μ<tanθ知道木块继续沿传送带向下做加速运动,但此时的摩擦力沿斜面向上,再根据牛顿第二定律此处此时的加速度,再比较前后的加速度大小关系.
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