问题 问答题

如图所示,倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带.传送带正以v=6m/s的速度运动,运动方向如图所示.一个质量为2㎏的物体(物体可以视为质点),从h=3.2m高处由静止沿斜面下滑,物体经过A点时,无论是从斜面到传送带还是从传送带到斜面,都不计其速率变化.物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,传送带左右两端A、B间的距离LAB=10m,重力加速度g=10m/s2,则:

(1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间?

(2)物体在传送带上向左最多能滑到距A多远处?

(3)物体随传送带向右运动,最后沿斜面上滑的最大高度h′?

答案

(1)对物体在斜面上运动,有mgsinθ=ma

h
sinθ
=
1
2
at2

t=

2h
gsin2θ
=1.6s

(2)物体滑至斜面底端时的速度v=at=8m/s

物体在传送带上速度为零时离A最远,此时有:

0=v2-2a′L
μmg=ma′

解得L=6.4 m

(3)物体在传送带上返回到与传送带共速,有v2=2a'x

得x=3.6 m<L知物体在到达A点前速度与传送带相等

又对物体从A点到斜面最高点,有0=

v2 
-2a
h′
sinθ

得   h'=1.8m

答:(1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要1.6s.

(2)物体在传送带上向左最多能滑到距A6.4m.

(3)物体随传送带向右运动,最后沿斜面上滑的最大高度为1.8m.

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