问题 填空题

如图所示,有一水平传送带匀速向左运动,某时刻将一质量为m的小煤块(可视为质点)放到长为L的传送带的中点.它与传送带间的动摩擦因数为μ,求:

(1)小煤块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向;

(2)要使小煤块留在传送带上的印记长度不超过

L
2
,传送带的速度v应满足的条件.

答案

(1)小煤块受到的摩擦力的大小f=μmg,方向水平向左. ①

(2)依题由牛顿第二定律,小煤块的加速度a=

F
m
=
μmg
m
=μg ②

设小煤块刚滑到纸带左端时速度正好与传送带速度相等,大小为v

由v=at,得t=

v
μg

小煤块位移s1=

1
2
at2

将②、③代入④得s1=

1
2
μg•
v2
(μg)2

传送带位移s2=vt ⑥

由空间关系得s2-s1

L
2

将⑤、⑥代入 ⑦得vt-

v2
2μg
L
2
得v<
μgL

答:(1)小煤块刚开始运动时受到的摩擦力的大小f=μmg,方向水平向左.

(2)传送带的速度v应满足的条件v<

μgL

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