题目内容

16.如图所示一光滑的斜面,下端与一段很短的光滑弧面相切,弧面另一端与水平传送带相切,水平传送带以5m/s顺时针转动,今有1kg的物体(可视为质点)从斜面上高度为h=5m处滑下,物体在弧面运动时不损失机械能,而且每次在弧面上运动时间极短,可以忽略,已知传送带足够长,它与物体之间的滑动摩擦因数为0.5,取g=10m/s2,求:
(1)水平传送带至少多长,物体才不会从左端滑出?
(2)物体第一次从滑上传送带,到离开传送带所用的时间.

分析 (1)由机械能守恒定律求出物体到达传送带时的速度,由动能定理求出传送带的最小长度.
(2)由牛顿第二定律求出加速度,然后应用匀变速直线运动的速度位移公式与速度公式分析答题.

解答 解:(1)物体下滑到水平面过程中,机械能守恒,
由机械能守恒定律得:mgh=$\frac{1}{2}$mv02,代入数据解得:v0=10m/s,
物体在传送带上做匀减速直线运动,速度减为零时,
由动能定理得:-μmgs=0-$\frac{1}{2}$mv02,代入数据解得:s=10m,
传送带至少长10m,物体不会从传送带上滑下;
(2)对物体,由牛顿第二定律得:μmg=ma,代入数据解得:a=5m/s2,
物体减速运动的时间:t0=$\frac{{v}_{0}}{a}$=$\frac{10}{5}$=2s,
物体向右加速运动速度与传送带速度相等时,
位移:x1=$\frac{{v}^{2}}{2a}$=$\frac{{5}^{2}}{2×5}$=2.5m<10m,然后物体做匀速运动,
加速的运动时间:t1=$\frac{v}{a}$=$\frac{5}{5}$=1s,
物体匀速运动的时间:t2=$\frac{s-{x}_{1}}{v}$=$\frac{10-2.5}{5}$=1.5s,
物体的运动时间:t=t0+t1+t2=4.5s;
答:(1)水平传送带至少长10m,物体才不会从左端滑出;
(2)物体第一次从滑上传送带,到离开传送带所用的时间为4.5s.

点评 本题考查了求传送带的长度、物体的运动时间,分析清楚物体的运动过程,应用机械能守恒定律、牛顿第二定律与运动学公式即可正确解题.

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