题目内容

【题目】将煤块A轻放在以2m/s的恒定速度运动的足够长的水平传送带上后,传送带上留下一条长度为4m的因相对运动而形成的擦痕.若使该传送带改做初速度不变、加速度大小为1.5m/s2的匀减速运动直至速度为零,并且在传送带开始做匀减速运动的同时,将另一煤块B轻放在传送带上,g=10m/s2 , 则:
(1)皮带与煤块间动摩擦因数μ为多少?
(2)煤块B在皮带上的最长擦痕为多少?
(3)煤块B停止在传送带上的位置与擦痕起点间的距离为多少?

【答案】
(1)

解:煤块A在传送带上运动,设其加速度为a,加速时间为t,则vt﹣ at2=4 m,at=2 m/s,

所以a=0.5 m/s2,由牛顿第二定律得:μmg=ma

代入数据解得:μ=0.05


(2)

解:若传送带做匀减速运动,设煤块B的加速时间为t1,则有v1=at1=v﹣a′t1

所以t1= s=1 s

此时煤块B在传送带上留下的擦痕长为:

l1=x传送带﹣x煤块=(vt1 =2×1﹣ ×1.5×12 ×0.5×12=1 m


(3)

解:因传送带提供给煤块的加速度大小为0.5 m/s2,小于1.5 m/s2.故煤块相对传送带向前滑,到传送带速度减为零时,有v1=a′t2,v2=v1﹣at2,l2=x煤块﹣x传送带= m

传送带停止运动后,煤块继续在传送带上做匀减速运动直至停止.则l3= m,

所以△l=l1﹣l2﹣l3= m


【解析】煤块A放在速度恒定传送带时,在做匀加速运动的过程中,在传送带留下划线.划线的长度等于传送带与煤块A的相对位移大小,根据位移公式和牛顿第二定律求出煤块A与传送带之间的动摩擦因数.
煤块B放在传送带后先做匀加速运动,速度与传送带相同后,根据传送带的加速度与两者静止时煤块B最大加速度比较,判断煤块B的运动情况,根据位移公式和位移关系求解该煤块B在传送带上能留下的划线的长度以及煤块B所在位置离划线起点的距离.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握速度公式: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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