问题 问答题

如图所示的传送皮带,其水平部分ab=2m,bc=4m,bc与水平面的夹角α=37°,小物体A与传送带的动摩擦因数μ=O.25,皮带沿图示方向运动,速率为2m/s.若把物体A轻轻放到a点处,它将被皮带送到c点,且物体A一直没有脱离皮带.求物体A从a点被传送到c点所用的时间.(g=10m/s2

答案

物块A放于传送带上后,物块受力图如答图a所示.

A先在传送带上滑行一段距离,此时A做匀加速运动(相对地面),直到A与传送带匀速运动速度相同为止,此过程A的加速度为a1,则有:μmg=ma1,a1=μg

A做匀加速运动的时间是:t=

v
a1
=
v
μg
=
2
0.25×10
=0.8s

这段时间内A对地的位移是s1=

v
2
t1=0.8m当A相对地的速度达到2m/s时,A随传送带一起匀速运动,所用时间为 t2=
sab-s1
v
=0.6s
,物块在传送带的bc之间,受力情况如图b,由于μ=0.25<tan37°=0.75,A在bc段将沿倾斜部分加速下滑,此时A受到的为滑动摩擦力,大小为 μmgcos37°,方向沿传送带向上,由牛顿第二定律:mgsin37°-μmgcos37°=ma2

a2=g(sin37°-μcos37°)=4m/s2

A在传送带的倾斜bc部分,以加速度a2向下匀加速运动,

由运动学公式sbc=vt3+

1
2
a 2
t23

其中sbc=4m,v=2m/s

解得t3=1s,

物块从a到c端所用时间为t=t1+t2+t3=2.4s

答:物体A从a点被传送到c点所用的时间为2.4s

多项选择题
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