问题
计算题
如图所示为车站使用的水平传送带的模型，它的水平传送带的长度为l=8m，传送带的皮带轮的半径为r=0.2m，传送带的上部距地面的高度为h=0.45m，现有一个旅行包（视为质点）以v0=10m/s的初速度水平地滑上水平传送带。已知旅行包与皮带之间的动摩擦因数为μ=0.6，g=10m/s2。试讨论下列问题：
（1）若传送带静止，旅行包滑到B端时，人若没有及时取下，旅行包将从B端滑落，则包的落地点距B端的水平距离为多少？
（2）设皮带轮顺时针匀速转动，并设水平传送带长度仍为l=8m，旅行包滑上传送带的初速度恒为v0=10m/s。当皮带的角速度ω值在什么范围内，旅行包落地点距B端的水平距离始终为（1）中所求的距离？若皮带的角速度ω1=40rad/s，旅行包落地点距B端的水平距离又是多少？
答案
解：（1）若传送带静止，则旅行包滑上水平传送带后做匀减速运动，其加速度
旅行包到达B端的水平速度为
旅行包离开传送带后做平抛运动，落地点距B端的水平距离为
（2）若皮带轮顺时针匀速转动，要使旅行包落地点距B端的水平距离始终为（1）中所示的水平距离，则旅行包须做匀减速运动，皮带轮的临界角速度为
所以ω的取值范围是
当
时，皮带线速度
当旅行包速度也为
，在皮带上运动了
以后旅行包做匀速直线运动。所以旅行包到达B端的速度也为
包的落地点距B端的水平距离为