题目内容

如图所示,皮带传动装置与水平面夹角为30°,轮半径R=  m,两轮轴心相距L=3.75m,A、B分别使传送带与两轮的切点,轮缘与传送带之间不打滑。一个质量为0.1kg的小物块与传送带间的动摩擦因数为μ= 。g取10m/s2

(1)当传送带沿逆时针方向以v1=3m/s的速度匀速运动时,将小物块无初速地放在A点后,它运动至B点需多长时间?(计算中可取
(2)小物块相对于传送带运动时,会在传送带上留下痕迹。当传送带沿逆时针方向匀速运动时,小物块无初速地放在A点,运动至B点飞出。要想使小物块在传送带上留下的痕迹最长,传送带匀速运动的速度v2至少多大?

(1)1.2s   (2)12.25m/s

解析试题分析:(1)小物块在传送带上,初始阶段速度小于传送带向下的速度v1=3m/s,相对传送带向上运动,摩擦力向下,那么小物块的加速度,匀加速到v1=3m/s的时间,位移
速度达到v1=3m/s后,物体相对传送带有向下的趋势,摩擦力沿斜面向上,,物块继续加速,滑到B端的位移计算得
从A到B的运动时间
(2)传送带匀速运动的速度越大,小物块从A点到B点用时越短,当传送带速度等于某一值v′ 时,小物块将从A点一直以加速度a1做匀加速直线运动到B点,所用时间最短,设用时t0,即
   
解得
传送带的速度要大于
传送带的速度继续增大,小物块从A到B的时间保持t0不变,而小物块和传送带之间的相对路程继续增大,小物块在传送带上留下的痕迹也继续增大;当痕迹长度等于传送带周长时,痕迹为最长Smax
设此时传送带速度为v2,则
 
 
联立得 
所以痕迹最长时传送带速度最小 
考点:传送带与物体之间的相对运动

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