题目内容
如图所示,传送带以v=10m/s的速度逆时针运动,与水平面夹角θ=37°,传送带A 端到B 端距离L=29m.在传送带顶部A 端静止释放一小物体,物体与传送带间动摩擦因数 μ=0.5,g=10m/s2.试求物体从A 运动到底部B的时间 tAB.
分析:当物体刚放上传送带时,受到的滑动摩擦力方向沿传送带向下,根据牛顿第二定律求出加速度的大小,当匀加速直线运动到速度与传送带速度相等时,判断物块是否能与传送带一起做匀速直线运动,若不能,摩擦力方向沿传送带向上,再根据牛顿第二定律求出加速度.根据运动学公式求出物体到达B点时的速度,以及物体从A到B的运行时间.
解答:解:物体刚放上传送带时,与传送带有相对运动,由牛顿第二定律可得物体的加速度为:a1=
=10m/s2.
物体匀加速直线运动达到4m/s所需的时间为:t1=
=
s=1s
匀加速直线运动的位移为:x1=
=
m=5m
因为mgsin37°>μmgcos37°,所以物体不能和传送带一起做匀速直线运动,继续做匀加速直线运动,其加速度为:a2=
=2m/s2
以此加速度做匀加速直线运动的位移为:x2=L-x1=29m-5m=24m
根据x2=vt2+
a
得:
代入数据解得:t2=2s,
所以运动的总时间为:t=t1+t 2=3s
答:物体从A 运动到底部B的时间 为3s.
mgsin370 +μmgcos370 |
m |
物体匀加速直线运动达到4m/s所需的时间为:t1=
v |
a1 |
10 |
10 |
匀加速直线运动的位移为:x1=
v2 |
2a1 |
100 |
20 |
因为mgsin37°>μmgcos37°,所以物体不能和传送带一起做匀速直线运动,继续做匀加速直线运动,其加速度为:a2=
mgsin37-μmgcos37 |
m |
以此加速度做匀加速直线运动的位移为:x2=L-x1=29m-5m=24m
根据x2=vt2+
1 |
2 |
t | 2 2 |
代入数据解得:t2=2s,
所以运动的总时间为:t=t1+t 2=3s
答:物体从A 运动到底部B的时间 为3s.
点评:解决本题的关键能够正确地进行受力分析,运用牛顿第二定律综合运动学公式进行求解.
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