如图AB是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为h,末端B处的切线方向水平,一个质量为m的小物块P从轨道顶端A处静止释放,滑到B端后飞出,落到地面上的点C,已知它落地相对于点B的水平位移=l.现在轨道下方紧贴点B安装一水平传送带,传送带的右端与B间的距离为,当传送带静止时让物体P再次从点A由静止释放,它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出,仍然落在地面的点C.取g=10m/s2.
(1)求物体P滑至B点时的速度大小;
(2)求物体P与传送带之间的动摩擦因数;
(3)若皮带轮缘以的线速度顺时针匀速转动,求物体落点D到O点的距离.
(1)根据机械能守恒定律有:m=mgh
解得:v0=
(2)在两种情况下物体P在空中的运动时间相同,位移分别为:x0=l,x1=
∴v1==
根据动能定理有-μmg=m-m
得μ=
(3)B点速度大于传送带速度,所以物体先做匀减速运动,当速度减为时做匀速运动,接着以的初速度平抛,设落地点为D:
x=t
由第(2)问知•t=
由以上两式联立解得x=l
∴=x+=l
答:(1)物体P滑至B点时的速度大小为;
(2)物体P与传送带之间的动摩擦因数为;
(3)若皮带轮缘以的线速度顺时针匀速转动,物体落点D到O点的距离为l.