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如图所示,倾角为37°的传送皮带以恒定的速度2m/s运动,皮带AB长5m,将1kg的物体放在A点,经3.5s到达B点,求皮带和物体间的动摩擦因数μ为多少?若增加皮带的速度,则物体从A运动到B的最短时间是多少?(取g=10m/s2

解:设物体一直沿传送带加速,其最大速度为传送带速度v=2m/s.
由运动学公式得其位移:s=t=3.5m
因为小于皮带长度5m,所以不可能一直加速,当达到传送带速度时,共同匀速运动.
设物体加速运动时间为t1,匀速运动时间为t2,由运动情况分析有:t1+vt2=L
t1+t2=t
将L=5m,t=3.5s代入解得:t1=2s,t2=1.5s
在0~2s,是加速段:a==1m/s2
受力分析如图
由牛顿定律有:μmgcosθ-mgsinθ=ma
解得:μ=
若增加皮带的速度,物体一直匀加速运动时,物体从A运动到B的时间最短.
则有
L=
得,=s.
答:皮带和物体间的动摩擦因数μ为,物体从A运动到B的最短时间为
分析:首先解出物体做匀加速运动的时间,以后物体做匀速直线运动;物体受到重力、支持力、和摩擦力的作用,合力沿斜面向上是物体加速运动,合力为零时物体匀速.若增加皮带的速度,物体一直匀加速运动时,物体从A运动到B的时间最短.由位移公式求解最短时间.
点评:在传送带上运动的物体关键要分析物体何时、经过多少位移达到共同速度.
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