如图所示,一水平的浅色长传送带上放置一质量为m的煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ.初始时,传送带与煤块都是静止的.现让传送带以恒定的加速度a开始运动,当其速度达到v后,便以此速度作匀速运动.经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动,关于上述过程,以下判断正确的是(重力加速度为g)( )
A.μ与a之间一定满足关系μ<a g
B.黑色痕迹的长度为(a-μg)v2 2a2
C.煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为v μg
D.传送带加速时,煤块与传送带间是滑动摩擦力;传送带匀速运动时,煤块与传送带间没有摩擦力
A、煤块与传送带之间发生相对滑动,有μmg<ma,即μ<
.故A正确.a g
B、传送带速度达到v时所经历的位移x1=
,煤块的加速度a′=μg,则煤块速度达到速度v所经历的位移x2=v2 2a
.煤块达到速度v所经历的时间t=v2 2μg
,传送带达到速度v时经历的时间t′=v μg
,则传送带匀速直线运动的位移x3=v(t-t′)=v a
-v2 μg
,所以黑色痕迹的长度△x=x1+x3-x2=v2 a
-v2 2μg
.故B错误,C正确.v2 2a
D、传送带的加速度大于煤块的加速度,所以传送带先达到速度v,传送带加速时,煤块与传送带是发生相对运动的,之间的摩擦力为滑动摩擦力;传送带开始匀速运动时,煤块的速度还未达到v,两者之间具有滑动摩擦力,当两者速度相等时,摩擦力为零.故D错误.
故选AC.