题目内容

9.某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上,传送带与地面的夹角θ=30°,传送带两端A、B的长度L=10m.传送带以v=5m/s的恒定速度匀速向上运动.在传送带底端A轻轻放一质量m=5kg的货物,货物与传送带间的动摩擦因数μ=$\frac{\sqrt{3}}{2}$,仅改变传送带的速度,使得货物以最短时间从A端运送到B端,则传送带的速度至少为多大?(g取10m/s2)

分析 根据牛顿第二定律求的物体沿斜面上滑的加速度,使货物以最短时间到达B点,则物体一直加速运动,到达B点时刚好和传送带具有相同的速度即可传送带速度最小

解答 解:物体在传送带上的加速度为a,根据牛顿第二定律可得μmgcosθ-mgsinθ=ma
解得a=2.5m/s2
要使货物以最短时间到达B点,则物体一直加速运动,到达B点时刚好和传送带具有相同的速度即可
L=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$
t=$\sqrt{\frac{2L}{a}}=\sqrt{\frac{2×10}{2.5}}s=2\sqrt{2}s$
获得的速度为v=at=5$\sqrt{2}$m/s
故传送带的最小速度为5$\sqrt{2}m/s$
答:得货物以最短时间从A端运送到B端,则传送带的速度至少为$5\sqrt{2}m/s$

点评 传送带带动货物的题目,一种是判定何时到达共同速度.另一种是要判定在到达相同速度前,物体是否已经到达传送带末端

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