题目内容
(16分)如图所示,某传送带与地面倾角θ=37o,AB之间距离L1=2.05m,传送带以=1.0m/s的速率逆时针转动。质量为M=1.0kg,长度L2=1.0m的木板上表面与小物块的动摩擦因数μ2=0.4,下表面与水平地面间的动摩擦因数μ3=0.1,开始时长木板靠近传送带B端并处于静止状态。现在传送带上端A无初速地放一个质量为m=1.0kg的小物块,它与传送带之间的动摩擦因数为μ1=0.5,(假设物块在滑离传送带至木板右端时速率不变,sin37o=0.6,cos37 o =0.8, g=10)。求:
(1)物块离开B点的速度大小;
(2)物块在木板上滑过的距离;
(3)木板在地面上能滑过的最大距离。
(1)3m/s (2)0.75m (3)0.75m
【解析】
试题分析:(1)刚开始物块相对传送带往上滑其加速度为:
a1=gsin37o+μ1gcos37o=10 m/s2 …(1分)
达到传送带速度V0用的时间: t1= V0/ a1=0.1s(1分)
位移: s1=1/2 a1 t12=0.05m (1分)
过后因μ1〈tan37o 故物块相对传送带往下滑其加速度:
a2=gsin37o-μ1gcos37o=2 m/s2 …(1分)
由s2=L1-s1=(VB2-VO2)/2 a2 …(1分) VB=3m/s (1分)
(2)物块滑上木板相对滑动时做匀减速运动,其加速度:a3=-μ2g=-4 m/s2 (1分)
木板的加速度: a4=〔μ2mg-μ3 (mg+Mg)〕/M=2 m/s2, (1分)
设经过t2物块与木板达到相同速度V2,则 VB + a3 t2= a4 t2 故t2 =0.5s
V2= a4 t2 =1m/s …(1分)
物块对地位移: s3=( V22- VB2)/2 a3=1 m (1分)
木板对地位移: s4= V22/2 a4=0.25m (1分)
物块在木板上滑过的距离: △s= s3- s4=0.75m (1分)
(3)因μ3μ2物块能与木板保持相对静止,其整体加速度为:a5=-μ3g=-1m/s2, …(1分)
物块与木板做匀减速运动到停止的位移: s5= -V22/2 a5=0.5m (1分)
木板对地的位移: s板= s4 +s5=0.75m (2分)
考点:牛顿运动定律及应用