题目内容

皮带运输机是靠货物和传送带之间的摩擦力把货物送往别处去的,如图3所示.已知传送带与水平面间的倾角为=37°,以4m/s的速率向上运行,在传送带的底端A处无初速地放上一质量为0.5kg的物体,它与传送带间的动摩擦因数为0.8.若传送带底端A到顶端B的长度为25m,则物体从A到B的时间为多少?(g取10m/s2,sin37°=0.6)


物体的受力情况如图3所示.
f=μN=μmgcosθ=0.8×0.5×10×0.8N=3.2N
mgsinθ=0.5×10×0.6N=3N,可见f>mgsinθ
所以物体向上做匀加速运动,直到速度达到v=4m/s,设经历的时间为t1,由牛顿第二定律得
             f-mgsinθ=ma,a=0.4m/s2
则  t1=v/a=10s,s1=at2/2=20m
当物体的速度为4m/s的瞬间,物体与传送带保持相对静止,由于物体与传送带间的最大静摩擦力为3.2N(近似值,约等于它与传送带间的滑动摩擦力)大于mgsinθ,物体与传送带间存在相对的运动趋势,故物体受到向上的静摩擦力的作用,且f=mgsinθ.
在剩下的路程s2=s-s1=5m里物体随传送带一起向上匀速运动,t2=s2/v=1.25s.
物体从A端运动到B端的总时间为t=t1+t2=11.25s.


【试题分析】
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