问题 计算题

如图所示,传送带与水平地面夹角为θ=37°,以10m/s的速度转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A到B的长度L=44m,则物体从A到B需要的时间为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2

答案

4s或者 t=s

题目分析:(1)当传送带逆时针转动时,物体放在传送带上后,开始阶段物体受力情况如图甲所示,

由沿斜面方向:mgsinθ+Ff=ma 

垂直于斜面方向  FN -mgcosθ=0

又Ff=μFN,得mgsinθ+μmgcosθ=ma1, a1=10×(0.6+0.5×0.8) m/s2=10 m/s2

物体加速至与传送带速度相等需要的时间t1 s=1 s

t1时间内位移x= a1t12=5 m

当物体速度大于传送带速度时,此物体受力情况如图14乙所示,

由沿斜面方向:mgsinθ-Ff=ma

垂直于斜面方向  FN -mgcosθ=0

又Ff=μFN得mgsinθ-μmgcosθ=ma2,得a2=2 m/s2

设后一阶段物体滑至底端所用的时间为t2,由L-x=vt2a2t22解得t2=3 s,t2=-13 s(舍去)

所以物体由A→B的时间t=t1+t2=4 s.

(2)当传送带顺时针转动时,物体放在传送带上后,开始阶段物体受力情况如图乙所示,

由沿斜面方向:mgsinθ-Ff=ma

垂直于斜面方向 N -mgcosθ=0

又Ff=μN得 mgsinθ-μmgcosθ=ma3得a2=2 m/s2

x=a3t2=44 m 解得 t=s

问答题
单项选择题