题目内容
如图所示是一传送带加速装置示意图,现利用该装置,将一货物轻放在速度足够大的传送带A端,将其加速到另一端B后货物将沿着半径
的光滑半圆轨道运动,半圆轨道与传送带在B点相切,其中BD为半圆轨道的直径,O点为半圆轨道的圆心。已知传送带与货物间的动摩擦因数
,传送带与水平面间夹角
。已知
,
,
,货物可视为质点。求:
(1)货物在传送带上的加速度大小;
(2)若货物能沿半圆轨道运动到最高点C,传送带AB段至少要多长?
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解:⑴物体在沿AB加速过程中,根据牛顿第二定律:
(2分)
解得:a=0.4m/s2 (2分)
⑵要使小球能沿轨道刚好到达最高点C,重力提供做圆周运动的向心力,
则在C点由牛顿第二定律得:
(2分)
解得
m/s (1分)
物体由B运动到C过程中根据机械能守恒
(2分)
解得
m/s (1分)
在沿AB加速过程中,根据
(2分)
解得:
m
加速距离至少为
m (1分)
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