问题 计算题

如图所示,皮带在轮O1,O2带动下以速度v匀速转动,皮带与轮之间不打滑。皮带AB段长为L,皮带左端B处有一光滑小圆弧与一光滑斜面相连接,物体无初速度放上皮带右端后,能在皮带带动下向左运动,并滑上斜面。已知物体与皮带间的动摩擦因数为μ,且。求:

(1)若物体无初速度放上皮带的右端A处,则其运动到左端B处的时间;

(2)若物体无初速度地放到皮带上某处,物体沿斜面上升到最高点后沿斜面返回,问物体滑回皮带后,是否有可能从皮带轮的右端A处滑出?判断并说明理由;

(3)物体无初速度放在皮带的不同位置,则其沿斜面上升的最大高度也不同,设物体放上皮带时离左端B的距离为x,请写出物体沿斜面上升最大高度h与x之间的关系,并画出h-x图像。

答案

解:(1)物体放上皮带后运动的加速度a=μg

物体加速到v前进的位移

因为L>x0,所以物体先加速后匀速,加速时间

匀速时间t2=

所以物体从A到B的时间

(2)不能从右端A滑出,理由:物体从斜面返回皮带的速度与物体滑上斜面的初速度大小相等,所以返回时最远不能超过释放的初始位置

(3)当x≤x0时,物体一直加速,到B的速度为v1,则v12=2μgx

所以

当x>x0时,物体先加速后匀速,到达B时速度均为v

,h-x图像如图所示

 

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