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精英家教网如图所示为车站使用的水平传送带装置模型,绷紧的传送带水平部分AB的长度L=5m,并以V=2m/s的速度向右运动.现将一个可视为质点的旅行包轻轻地无初速地放在传送带的A端,已知旅行包与皮带之间的动摩擦因数μ=0.2.求:
(1)求旅行包在传送带上的加速度;并分析做什么运动?
(2)旅行包在传送带上从A端运动到B端所用的时间t是多少(g=10m/s2
分析:旅行包无初速度地轻放在传送带的左端,在传送带上先做匀加速直线运动,达到传送带速度后做匀速直线运动,根据牛顿第二定律结合运动学公式求出运动的总时间.
解答:解:(1)根据牛顿第二定律得;a=
μmg
m
=0.2×10=2m/s2

旅行包从开始运动到速度与传送带速度相等:
需要的时间为:t1=
v
a
=
2
2
=1s

通过的位移为:S1=
1
2
at2=0.5×2×12=1m<5m
所以旅行包无初速度地轻放在传送带的左端,在传送带上先做匀加速直线运动,达到传送带速度后做匀速直线运动.
(2)后一阶段旅行包运动至B端所用的时间为t2
则由L-S1=Vt2
可解得:t2=
5-1
2
=2s
所以,物体由A端到B端所用时间为:t=t1+t2=3s.
答:(1)旅行包在传送带上的加速度为2m/s2,旅行包先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动;
(2)旅行包在传送带上从A端运动到B端所用的时间t是3s.
点评:解决本题的关键会根据受力判断行李的运动情况,根据牛顿第二定律及运动学基本公式求解,难度适中.
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