题目内容
下图是用传送带传送行李的示意图。图中水平传送带AB间的长度为8m,它的右侧是一竖直的半径为0.8m的1/4圆形光滑轨道,轨道底端与传送带在B点相切。若传送带向右以6m/s的恒定速度匀速运动,当在传送带的左侧A点轻轻放上一个质量为4kg的行李箱时,箱子运动到传送带的最右侧如果没被捡起,能滑上圆形轨道,而后做往复运动直到被捡起为止。已知箱子与传送带间的动摩擦因数为0.1,重力加速度大小为g=10m/s2,求:
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⑴箱子从A点到B点所用的时间及箱子滑到圆形轨道底端时对轨道的压力大小;
⑵若行李箱放上A点时给它一个5m/s的水平向右的初速度,到达B点时如果没被捡
起,则箱子离开圆形轨道最高点后还能上升多大高度?在给定的坐标系中定性画出箱子从A点到最高点过程中速率v随时间t变化的图象。
(1)
(2)![]()
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【解析】
试题分析:(1)皮带的速度![]()
箱子的加速度
=1m/s2 (2分)
设箱子在B点的速度为
,
(1分)
(1分)
所以箱子从A点到B点一直做匀加速运动:
(1分)
解得从A点到B点运动的时间为
(1分)
箱子在圆形轨道最低点时
(2分)
解得:
(1分)
由牛顿第三定律知箱子对轨道的压力大小为
(1分)
(2)设箱子速度达到
时位移为
,则
(1分)
解得
(1分)
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因此箱子先匀加速运动一段时间,速度达到6m/s后
开始做匀速运动,即在B点的速度为![]()
由机械能守恒定律
(2分)
解得高度
(1分)
图象如图(3分)
考点:考查了牛顿第二定律与运动学公式的应用