问题 问答题

如图所示,传送带以恒定速度υ=3m/s向右运动,AB长L=3.8m,质量为m=5kg的物体,无初速地放到左端A处,同时用水平恒力F=25N向右拉物体,如物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.25,求:物体从A到B所需时间.(重力加速度g=10m/s2

答案

刚开始将木块无初速地放到皮带左端A处,由于皮带向右运动,故木块受到向右的滑动摩擦力,木块还受到重力、支持力和拉力,根据牛顿第二定律,有

F+μmg=ma1

解得a1=

F
m
+μg=
25
5
+0.25×10=7.5m/s2

木块的速度增加到等于皮带传送速度的时间设为t,根据运动学公式,有

v=a1t1

x1=

v2
2a1

代入数据解得

t1=0.4s

x1=0.6m

接下来,摩擦力变为向左,物体继续加速,直到掉下皮带为止

根据牛顿第二定律,有

F-μmg=ma2

根据位移时间公式,有

L-x1=vt2+

1
2
at22

由①②两式解得

a2=2.5m/s2

t2=0.8s

故总时间

t=t1+t2=1.2s

即物体从A到B所需时间为1.2s.

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