问题 问答题

传送带在工农业生产中有着广泛的应用.如图所示,平台上的人欲通过一根平行于传送带的轻绳将物品拉上平台,已知物品质量m=50kg,可看成质点,用F=500N的恒力从静止开始往上拉,传送带与水平面的夹角θ=37°,从传送带底端到平台左边的距离L=2.25m,传送带以恒定速度v=2m/s顺时针运行,物品与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.(g取10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)问:

(1)物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少?

(2)若在物品离传送带底端L0=0.44m处时,立即撤去恒力F,求物品再经过多少时间离开传送带?

答案

(1)物品在达到传送带速度之前,由受力情况,据牛顿定律有:F+μmgcos37°-mgsin37°=ma1

解得:a1=8m/s2

由    v=at 和x=

1
2
at2得:

t1=0.25s     x=0.25m                    

随后由受力情况,据牛顿定律有:F-μmgcos37°-mgsin37°=ma2

解得:a1=0    即物品随传送带匀速上升

位移:x2=L-x1=2m

T2=

x2
v
=1s

总时间:t=t1+t2=1.25s          

(2)L0=0.44m>x1=0.25,物品的速度大于传送带的速度v=2m/s

撤去外力F,由物品受力情况,所牛顿定律有:μmgcos37°-mgsin37°=ma3

代入数据解得:a3=-2m/s2

由   2ax=

v2t
-
v20

代入数据解得:X3=1m                       

因为L0+x3=1.44m<L=2.25m  物品速度减为零后倒回传送带底部,

由     x=v0t+

1
2
at2

代入数据解得:t3=2.2s               

答:(1)物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是1.25s

(2)若在物品离传送带底端L0=0.44m处时,立即撤去恒力F,物品再经过2.2s离开传送带.

选择题
填空题