题目内容

(2005江苏高考,21)如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图.绷紧的传送带始终保持3.0 m/s的恒定速率运行,传送带的水平部分AB距水平地面的高度为h=0.45 m.现有一行李包(可视为质点)由A端被传送到B端,且传送到B端时没有被及时取下,行李包从B端水平抛出,不计空气阻力,g取10 m/s2.

 (1)若行李包从B端水平抛出的初速v=3.0 m/s,求它在空中运动的时间和飞出的水平距离;

(2)若行李包以v0=1.0 m/s的初速从A端向右滑行,行李包与传送带间的动摩擦因数μ=0.20,要使它从B端飞出的水平距离等于(1)中所求的水平距离,求传送带的长度L应满足的条件.

 

【答案】

(1)0.3 s,0.9 m  (2)L≥2.0 m

【解析】(1)行李包从传送带上落下之后做平抛运动:竖直方向:,水平方向:s=vt

代入数据:,s=vt=3×0.3=0.9m

(2) 设行李包的质量为m,与传送带相对运动时的加速度为a,则滑动摩擦力

F=μmg=ma,

行李包在传送带上做初速度为1m/s的匀加速直线运动,根据位移速度关系:v2-v02=2as0

所以:

所以传送带至少应为2m。

思路分析:(1)设行李包在空中运动的时间为t,飞出的水平距离为s,则

       ①

s=vt            ②

代入数值,得t=0.3 s  s=0.9 m.

(2)设行李包的质量为m,与传送带相对运动时的加速度为a,则滑动摩擦力

F=μmg=ma        ③代入数值,得?a=2.0 m/s2

要想使行李包从B端飞出的水平距离等于(1)中所求的水平距离,行李包从B端飞出的初速度v=3.0 m/s

设行李包被加速到v=3.0 m/s时通过的距离为s0,则v2-v02=2as0        ④

代入数值s0=2.0 m

故传送带的长度L应满足的条件为L≥2.0 m.

试题点评:本题考查传送带问题,是典型的易错题,要求学生细致分析物块在传送带上的受力分析,灵活运用运动学公式。

 

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