题目内容
如图所示,一光滑的曲面与长L=4m的水平传送带左端平滑连接,一滑块从曲面上 某位置由静止开始下滑,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,传送带离地面高度ho=0.8m. 重力加速度g=l0m/s2.(1)若传送带固定不动,滑块从曲面上离传送带高度hl=1.8m的A处开始下滑,求滑块滑至传送带右端时的速度;
(2)求上一问中滑块落地点与传送带右端的水平距离;
(3)若传送带以速率vo=4m/s匀速运动,求滑块在传送带上运动的时间.
【答案】分析:(1)滑块从曲面上离传送带高度h1=1.8m的A处开始下滑到水平传送带,根据动能定理求解末速度.
根据牛顿第二定律和运动学公式求出滑块到达传送带右端的速度,再根据平抛运动规律求解.
(2)根据牛顿第二定律和运动学公式判断出滑块的运动过程,再求出在传送带上运动的时间.
解答:解:(1)滑块滑至水平传送带的初速度为v1,则
mv12=mgh1,
v1=6m/s
滑块的加速度a=μg,设滑块到达传送带右端的速度为v2,
由v22-v12=-2aL
得v2=2m/s.
(2)滑块到达传送带右端做平抛运动,设平抛运动的时间为t,
则h=
gt2
t=
=0.4s
落地点与传送带右端的水平距离x=v2t=0.8m
(2)设滑块从传送带左端运动到和传送带速度v相同时所用时间为t1,位移为x1,
由v=v1-at1,得t1=0.5s
由x1=
t1=2.5m<L
说明滑块先做匀加速运动后做匀速运动,x2=L-x1=1.5m
滑块做匀速运动的时间t2=
所以t总=t1+t2=0.875s
答:(1)滑块滑至传送带右端时的速度为2m/s;
(2)上一问中滑块落地点与传送带右端的水平距离为0.8m;
(3)滑块在传送带上运动的时间是0.875s.
点评:本题是平抛运动的基本规律和动能定理应用相结合的题型,其中还涉及到物体与传送带的相对运动.
根据牛顿第二定律和运动学公式求出滑块到达传送带右端的速度,再根据平抛运动规律求解.
(2)根据牛顿第二定律和运动学公式判断出滑块的运动过程,再求出在传送带上运动的时间.
解答:解:(1)滑块滑至水平传送带的初速度为v1,则
v1=6m/s
滑块的加速度a=μg,设滑块到达传送带右端的速度为v2,
由v22-v12=-2aL
得v2=2m/s.
(2)滑块到达传送带右端做平抛运动,设平抛运动的时间为t,
则h=
t=
落地点与传送带右端的水平距离x=v2t=0.8m
(2)设滑块从传送带左端运动到和传送带速度v相同时所用时间为t1,位移为x1,
由v=v1-at1,得t1=0.5s
由x1=
说明滑块先做匀加速运动后做匀速运动,x2=L-x1=1.5m
滑块做匀速运动的时间t2=
所以t总=t1+t2=0.875s
答:(1)滑块滑至传送带右端时的速度为2m/s;
(2)上一问中滑块落地点与传送带右端的水平距离为0.8m;
(3)滑块在传送带上运动的时间是0.875s.
点评:本题是平抛运动的基本规律和动能定理应用相结合的题型,其中还涉及到物体与传送带的相对运动.
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