题目内容

11.如图所示,质量m=4kg的物体(可视为质点)用细绳拴住,放在水平传送带的右端,物体和传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,传送带的长度L=6m,当传送带以v=4m/s的速度做逆时针转动时,绳与水平方向的夹角θ=53°.已知:sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2.
求:(1)传送带稳定运动时绳子的拉力;
(2)传送带对物体的摩擦力;
(3)某时刻剪断绳子,则经过多少时间,物体可以运动到传送带的左端.

分析 (1、2)物块受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力处于平衡,根据共点力平衡,运用正交分解求出绳子拉力和摩擦力;
(3)剪断绳子,物块先做匀加速直线运动,当速度达到传送带速度时,一起做匀速直线运动,结合牛顿第二定律和运动学公式求出物体运动到传送带的左端的时间.

解答 解:
对物块受力分析如图28-1所示,将T正交分解;
竖直方向上:N1+Tsinθ=mg
水平方向上:Tcosθ=f1
摩擦力:f1=μN1
联立解得:T=20N;  f1=12N
(3)剪断绳子后,对物块受力分析图28-2所示,
F合=f2=μN2=μmg
根据a=$\frac{F}{m}$可得:
加速度a=5m/s2
设物块匀加速直线运动的时间为t1,位移为x1,
匀速直线运动的时间为t2,
根据速度和时间关系可知:v=at1
解得:t1=0.8s
根据速度和位移关系可知:
x1=$\frac{{v}^{2}}{2a}$
解得:x1=1.6m
对匀速过程,有L-x1=vt2
解得:t2=1.1s
总时间t=t1+t2=0.8+1.1=1.9s
答:(1)传送带稳定运动时绳子的拉力为20N.
(2)摩擦力为12N;
(3)经过1.9s时间,物体可以运动到传送带的左端.

点评 解决本题的关键能够根据物体的受力,判断物体的运动,理清整个过程中物块的运动状况,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网