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精英家教网如图所示,传送带以v为10m/s速度向左匀速运行,BC段长L为2m,半径R为1.8m的光滑圆弧槽在B点与水平传送带相切,质量m为0.2kg的小滑块与传送带间的动摩擦因数μ为0.5,g取10m/s2,不计小滑块通过连接处的能量损失,求:(1)小滑块从M处无初速度滑下,到达底端B时的速度;(2)小滑块从M处无初速度滑下后,在传送带向右运少为多长?
分析:(1)圆弧槽光滑,因此小滑块滑到B点过程中,机械能守恒,故根据机械能可正确解答.
(2)由于传送带向左运动,当滑块滑上传送带时受到向左的摩擦力,因此滑块将在传送带上向右减速运动,直至速度减为零时,运动距离最长.
解答:(1)根据机械能守恒有:
mgR(1-cos60°) =
1
2
m
v
2
B

代入数据解得:vB=3
2
m/s

故小滑块从M处无初速度滑下,到达底端B时的速度为:vB=3
2
m/s
.
(2)小滑块向右作匀减速运动,当减速为零时,向右运动距离最大,根据运动学公式有:
v
2
B
=2as
       ①
mgμ=ma          ②
联立①②得:s=1.8m.
故小滑块从M处无初速度滑下后,在传送带向右滑动最大距离为1.8m.
点评:分析传送带问题时,一定分析清楚物体与传送带之间的摩擦力方向,从而弄清物体的运动状态,然后依据相关规律求解.
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