题目内容

【题目】如图所示,电动机带动滚轮做逆时针匀速转动,在滚轮的摩擦力作用下,将一金属板从斜面底端A送往上部,已知斜面光滑且足够长,倾角θ=30°,滚轮与金属板的切点B到斜面底端A距离L=6.5m,当金属板的下端运动到切点B处时,立即提起滚轮使它与板脱离接触.已知板的质量m=1kg,滚轮边缘线速度恒为v=4m/s,滚轮对板的正压力FN=20N,滚轮与金属板间的动摩擦因数为μ=0.35,取重力加速度g=10m/s2 . 求:

(1)板加速上升时所受到的滑动摩擦力大小;
(2)板加速至与滚轮边缘线速度相同时前进的距离;
(3)板匀速上升的时间.

【答案】
(1)解:根据摩擦力公式,得:f=μFN=0.35×20N=7N.

答:板加速上升时所受到的滑动摩擦力大小是70N;


(2)解:对板进行受力分析,根据牛顿第二定律:mgsinθ﹣f=ma

可以得到:a=2m/s2

根据运动学公式得:x= = m=4m

答:板加速至与滚轮边缘线速度相同时前进的距离是4m;


(3)解:当板与轮的线速度相等后,板做匀速直线运动,则上升的时间为:

t= = s=0.625s

答:板匀速上升的时间是0.625s.


【解析】本题重在对物体进行正确的受力分析,根据牛顿第二定律求解物体的加速度,联合运动学基本公式可以解决问题.
【考点精析】利用匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系对题目进行判断即可得到答案,需要熟知速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.

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