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。

 

【答案】

(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=gsin37o1gcos37o=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〈tan37故物块相对传送带往下滑其加速度:

a2=gsin37o1gcos37o=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= s4 +s5=0.75m      (2分)

考点:牛顿运动定律及应用

 

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