题目内容

【题目】如图所示,传送带与地面夹角θ=37°,从A到B长度为16m,转动速度为v=10m/s,在传送带上端A无初速地放一个质量为m=0.5kg的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2)

(1)如传送带顺时针转动时,求物体沿传送带下滑从A到B的时间t1;

(2)如传送带以v0=10m/s的速率逆时针转动.求物体从A运动到B需要的时间t2;

【答案】(1)4s(2)2s

【解析】

(1)如传送带顺时针转动时,物体沿传送带匀加速下滑,分析物体的受力,由牛顿第二定律求加速度,由运动学位移公式求时间;(2)如传送带以的速率逆时针转动,物体开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力,由牛顿第二定律求出加速度,由运动学公式求出速度增加到与传送带相同所经历的时间.速度相同时,由于,物体继续向下做匀加速运动,所受的滑动摩擦力沿斜面向上,再由牛顿第二定律求出加速度,再位移公式求出时间,即可求得总时间.

(1)传送带顺时针转动时,物体受到沿斜面向上的滑动摩擦力作用

由牛顿第二定律得:

解得:加速度

根据,且x=16m

解得:t=4s

(2)如传送带以的速率逆时针转动,物体开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力,由牛顿第二定律得:

解得:加速度为

则物体加速到速度与传送带相同所经历的时间为

此过程通过的位移为

由于,则速度相同后物体继续向下做匀加速运动,所受的滑动摩擦力将沿斜面向上,根据牛顿第二定律有:

解得:

根据位移公式得:,解得:

故物体从A运动到B需要的时间为:

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