题目内容

1.飞机场为方便旅客前行,设置了水平电梯,某次电梯因故障停止运行,工作人员将一只边长为L=0.5m的立方体彩色箱子放到电梯上,电梯修好后突然以a=2m/s2的恒定加速度启动,当速度达到v=2m/s后便匀速运动.已知箱子与电梯之间的滑动摩擦因数为μ=0.1,重力加速度g=10m/s2,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:搬走箱子后电梯上留下的痕迹长度.

分析 根据牛顿第二定律求出箱子匀加速运动的加速度,由速度公式和位移公式求出箱子匀加速运动的时间和位移,电梯匀加速运动的时间,求出相对滑动时间内箱子和电梯的位移,求出相对位移,即可求出搬走箱子后电梯上留下的痕迹长度

解答 解:箱子相对于电梯滑动的过程中,根据牛顿第二定律有μmg=ma1
得:${a_1}=1m/{s^2}$
由运动规律   v=a1t
可知箱子的加速时间t=2s
箱子加速过程中发生的位移  ${x_1}=\frac{1}{2}{a_1}{t^2}$
可得x1=2m
电梯加速过程中,有  v=at1
可知电梯的加速时间 t1=1s
加速过程的位移  ${x_2}=\frac{1}{2}a{t_1}^2$
可得x2=1m
箱子相对滑动的时间内电梯匀速运动的位移  x3=v(t-t1
可得x3=2m
则搬走箱子后彩色痕迹的长度为△x=x3+x2-x1+L
解得:△x=1.5m
答:搬走箱子后电梯上留下的痕迹长度为1.5m

点评 本题中电梯及滑块均做匀加速直线运动,故在解题时要注意分别针对两个物体的运动进行分析,求出在达到相对静止时间内的位移,则可求出相对位移.

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