题目内容

倾斜的传送带以v=10m/s的速度顺时针稳定运行,如图所示,在传送带的上端A点轻轻的放上一个小物体,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,传送带A点到下端B点的距离为S=16m,传送带倾角为θ=37°,求物体由A点运动到B点所需的时间是多少?(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
分析:刚开始摩擦力向下,由牛顿第二定律求加速度,解得速度与带同速时的时间和位移;此后摩擦力向上,由牛顿第二定律求加速度,由运动学公式求时间.
解答:解:开始阶段:mgsinθ+μmgcosθ=ma1;  
所以:a1=gsinθ+?gcosθ=10m/s2
物体加速至与传送带速度相等时需要的时间t1=
v
a1
=
10
10
=1s
发生的位移:s=
1
2
a1
t
2
1
=
1
2
×10×12
=5m<16m
物体加速到10m/s 时仍未到达B点.
第二阶段,有:mgsinθ-?mgcosθ=ma2
所以:a2=2m/s 2
设第二阶段物体滑动到B 的时间为t2 则:
LAB-S=vt2+
1
2
a2
t
2
2

代入数据,解得:t2=1s,t2′=-11s (舍去).
故物体经历的总时间t=t1+t2=2s.
答:物体从A运动到B的时间为2s.
点评:本题的运动过程有两个,其中关键牛顿第二定律求加速度为关键,加速度是桥梁.
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