如图所示,水平放置的传送带以速度v1=2.0m/s向右运行,现将一小物体(可视为质点)轻轻地放在传送带A端,物体与传送带间的动摩擦因数,若A端与B端的距离l=4.0m,g取10m/s2,求:
(1)物体运动到B端时的速度;
(2)物体由A运动到B的时间;
(3)若传送带以速度v2=6m/s向右运行,物体由A运动到B的时间。
解:(1)小物体的受力情况如图所示,
由牛顿第二定律
①
②
又 ③
由①②③式得 ④
假设小物体能够与传送带达到共同速度v1=2.0m/s,
则小物块做匀加速运动的过程中有
⑤
⑥
因为,所以小物体先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,所以小物体到达B端时的速度为2.0m/s。
(2)小物体在匀加速直线运动的过程中有
⑦
小物体做匀速直线运动过程通过的距离为 ⑧
运动时间为 ⑨
所以小物体由A到B的时间 ⑩
(3)若传送带以速度v2=6m/s向右运行,假设小物体能够与传送带达到共同速度,
则对于小物块做匀加速运动的过程有
因为,所以小物体由A到B一直做匀加速直线运动,
设小物体由A到B的时间为,则有
。