题目内容

如图所示,传送带与地面倾角θ=37°,从AB长度为16m,传送带以10m/s的速度逆时针转动.在传送带上端A处无初速度的放一个质量为0.5kg的物体,它与传送带之间的摩擦因数为0.5.求物体从A运动到B所用时间是多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

解析:物体放在传送带上后,开始的阶段,由于传送带的速度大于物体的速度,物体所受的摩擦力沿传送带向下如图15所示,物体由静止加速,由牛顿第二定律得

            mgsinθ+μmgcosθ=ma1

解得a1=10m/s2

物体加速到与传送带速度相同需要的时间为

t1=s=1s

物体加速到与传送带速度相同发生的位移为

由于μtanθμ=0.5,tanθ=0.75),物体在重力作用下将继续加速运动,当物体的速度大于传送带的速度时,物体给传送带的摩擦力沿传送带向上.如图16所示,

由牛顿第二定律得mgsinθμmgcosθ=ma2 

解得:a2=2m/s

设后一阶段物体滑至低端所用时间为t2

Ls=vt2+

解得t2=1s (t2=11s舍去)

所以,物体从A运动到B所用时间 

t=t1+t2=2s

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