(本题8分)如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图,绷紧的传送带始终保持3.0m/s的恒定速率运行,传送带的水平部分AB距离水平地面的高度h = 0.45m.现有一行李包(可视为质点)由A端被传送到B端,且传送到B端时没有及时取下,行李包从B端水平抛出,不计空气阻力,取g=10m/s2.
(1)若行李包从B端水平抛出的初速度v=3.0m/s,求它在空中运动的时间和飞行的水平距离.
(2)若行李包以v0 =1.0m/s的初速度从A端向右滑行,行李包与传送带间的动摩擦因数μ=0.20.要使它从B端飞出的水平距离等于(1)中所求的水平距离,求传送带的长度应满足的条件.
(1)设行李包在空中运动的时间为t,飞出的水平距离为s,则
, s (2分)
, m (2分)
(2)设行李包的质量为,与传送带相对运动时的加速度为,则
滑动摩擦力
代入数值,得m/s2 (2分)
要使行李包从B端飞出的水平距离等于(1)中所求水平距离,行李包从B端水平抛出的初速度应为m/s时通过的距离为s0,则
代入数值,得:m
故传送带的长度应满足的条件为m
略