题目内容

1.如图所示的传送带,其水平部分ab的长度为4m,倾斜部分bc的长度为4m,bc与水平面的夹角为α=37°,将一小物块A(可视为质点)轻轻放于a端的传送带上,物块A与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25,当传送带沿图示方向以v=2m/s的速度匀速运动时,若物块A始终未脱离传送带,试求:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)小物块在水平部分加速运动的加速度;
(2)小物块A从a端传送到b端所用的时间;
(3)小物块A从b端传送到c端所用的时间.

分析 (1、2)根据牛顿第二定律求出小物块在水平部分加速的加速度.根据速度时间公式求出速度达到传送带速度的时间,以及根据速度位移公式求出匀加速运动的位移,得出匀速运动的位移,根据位移公式求出匀速运动的时间,从而得出小物块A从a端传送到b端所用的时间;
(3)根据牛顿第二定律求出在倾斜传送带上的加速度,结合位移时间公式求出小物块A从b端传送到c端所用的时间.

解答 解:(1)根据牛顿第二定律得,小物块在水平部分加速的加速度${a}_{1}=μg=0.25×10m/{s}^{2}=2.5m/{s}^{2}$.
(2)小物块速度达到传送带速度所需的时间${t}_{1}=\frac{v}{{a}_{1}}=\frac{2}{2.5}s=0.8s$,位移${x}_{1}=\frac{{v}^{2}}{2a}=\frac{4}{5}m=0.8m$,
则小物块在ab段匀速运动的时间${t}_{2}=\frac{4-0.8}{2}s=1.6s$,
则小物块A从a端传送到b端所用的时间t=t1+t2=0.8+1.6s=2.4s.
(3)小物块在传送带bc段的加速度${a}_{2}=\frac{mgsin37°-μmgcos37°}{m}$=gsin37°-μgcos37°=6-0.25×8=4m/s2,
根据x=$vt+\frac{1}{2}{a}_{2}{t}^{2}$得,4=2t′+2t′2,解得t′=1s.
答:(1)小物块在水平部分加速运动的加速度为2.5m/s2;
(2)小物块A从a端传送到b端所用的时间为2.4s;
(3)小物块A从b端传送到c端所用的时间为1s.

点评 解决本题的关键理清物块在水平传送带和倾斜传送带上的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解,难度不大.

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