问题 问答题

如图所示,水平传送带AB长为20m,传送带以2.0m/s的速度匀速运动.现在A处放一质量为m无初速度的小物体,已知物体与传送带之间的动摩擦因数为0.4;(g=10m/s2)求:

(1)小物体从A运动到B所用的时间为多少?

(2)若要使小物体从A运动到B所用的时间最短,则传送带的速度至少应为多少?

答案

解(1)小物体先做匀加速直线运动,后与皮带同速作匀速直线运动.

由牛顿第二定律得,滑块的加速度为:a=

f
m
=
μmg
m
=μg=0.4×10=4m/s2

加速时间为:t1=

v
a
=
2
4
=0.5s

加速位移为:s1=

.
v
t1=
v
2
t1=
2
2
×0.5=0.5m<20m,

然后物体做匀速直线运动,匀速位移为:x2=L-x1=20-0.5=19.5m,

匀速时间为:t2=

x2
v
=
19.5
2
=9.75s

共历时:t=t1+t2=10.25s;

(2)滑块在皮带上一直做匀加速直线运动时,滑块的运动时间最短,

滑块在皮带上的加速度为:a=

f
m
=
μmg
m
=μg=0.4×10=4m/s2

小物体如一直加速从A到B历时t,则有:L=

1
2
at2

解得时间为:t=

2L
a
=
2×20
4
=
10
s,

到B端时小物体速度为:vB=at=4×

10
=4
10
m/s;

所以传送带最小速度为4

10
m/s;

答:(1)小物体从A运动到B所用的时间为10.25s;

(2)若要使小物体从A运动到B所用的时间最短,则传送带的速度至少应为4

10
m/s.

单项选择题 A1/A2型题
判断题