题目内容

8.如图所示,水平传送带水平段长L=6m,上层传送带距地面高为H=5m,与传送带等高的光滑水平台面上有一小物块以v0=5m/s的初速度滑上传送带,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2.当皮带以速度v匀速运行,物体滑到B端做平抛运动的水平位移为s,求当u取下面几种数值时所对应的s.设上层皮带向右运行时v>0,向左运行时v<0,g取10m/s2.
(1)v=-1m/s;
(2)v=0;
(3)v=3m/s;
(4)v=6m/s;
(5)v=8m/s.

分析 根据牛顿第二定律求出物块在传送带上的加速度大小,结合速度位移公式求出物块到达B端的最大速度和最小速度.结合传送带的速度分析物块的运动规律,得出到达B点的速度,根据高度求出平抛运动的时间,从而得出水平位移.

解答 解:物体受滑动摩擦力产生加速度大小为:
a=μg=0.2×10m/s2=2m/s2
若物块一直受到向后的滑动摩擦力减速至B端,速度为v1,则:
v12-v02=2(-a)L
代入数据解得v1=1m/s,此为物块到达B端时所能获得的最小速度.
若物块一直受到向前的滑动摩擦力加速至B端,速度为v2,则:
v22-v02=2aL
代入数据解得v2=7m/s,此为物块到达B端时所能获得的最大速度.
物块离开B端后做平抛运动的时间:
t=$\sqrt{\frac{2H}{g}}=\sqrt{\frac{2×5}{10}}s$=1s
(1)v=-1m/s时,物块一直受向左摩擦力减速到v1,离开B端时速度为v1
s=v1t=1×1m=1m           
(2)v=0时,物块也将一直受向左摩擦力减速到v1,离开B端时速度为v1
s=v1t=1×1m=1m           
(3)v=3m/s时,物块减速至3m/s即与传送带相对静止,离开B端时速度为3m/s
s=vt=3×1m=3m
(4)v=6m/s时,物块加速至6m/s即与传送带相对静止,离开B端时速度为6m/s
s=vt=6×1m=6m
(5)v=8m/s时,物块一直加速到v2到达B端,离开B端时速度为v2
s=v2t=7×1m=7m.
答:(1)v=-1m/s,水平位移s为1m;
(2)v=0,水平位移s为1m;
(3)v=3m/s,水平位移s为3m;
(4)v=6m/s,水平位移s为6m;
(5)v=8m/s,水平位移s为7m.

点评 解决本题的关键理清物块在传送带上的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解,得出B点的速度是关键,从而结合平抛运动的规律进行求解.

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