问题
选择题
如图所示,长为5.8m的倾斜传送带AB沿逆时针方向转动,速度大小恒为4m/s.现将一物体(可视为质点)轻轻地放在传送带顶端A,使其由静止开始运动到传送带底端B.已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,传送带与水平面的夹角为37°,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.则( )
A.物体运动的加速度不会大于6m/s2
B.物体运动的加速度不会小于6m/s2
C.物体运动到B时的速度为6m/s
D.物体从A运动到B用的时间为1.5s

答案
物体刚放上传送带时,与传送带有相对运动,由牛顿第二定律可得物体的加速度为:
a1=
=gsin37°+μgcos37°=10m/s2.mgsin37°+μmgcos37° m
物体匀加速直线运动达到4m/s所需的时间为:
t1=
=0.4sv a1
匀加速直线运动的位移为:
x1=
=v2 2a1
m=0.8m.16 20
因为mgsin37°>μmgcos37°,所以物体不能和传送带一起做匀速直线运动,继续做匀加速直线运动,其加速度为:
a2=
=gsin37°-μgcos37°=2m/s2.mgsin37°-μmgcos37° m
以此加速度做匀加速直线运动的位移为:
x2=L-x1=5.8-0.8=5m
根据x2=vt2+
at22代入数据解得:1 2
t2=1s,t2=-5s(舍去)
所以运动的总时间为:t=1.4s
物体运动到B点的速度:
vB=v+a2t2=4+2×1m/s=6m/s
故C正确,A、B、D错误.
故选C.