问题 问答题

如图所示,一水平方向的传送带以恒定的速度v ="2" m/s沿顺时针方向匀速转动,传送带右端固定着一光滑的四分之一圆弧面轨道,并与弧面下端相切,圆弧轨道的半径R =" 0.45" m.一物体自圆弧面轨道最高点由静止滑下,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ = 0.2,不计物体滑过曲面与传送带交接处时的能量损失,传送带足够长,g =10m/s2. 求:

(1)物体滑上传送带向左运动的最远距离;

(2)物体第一次从滑上传送带到离开传送带所经历的时间;

(3)经过足够长的时间之后物体能否停下来?若能,请说明物体停下的位置. 若不能,请简述物体的运动规律。

答案

(1)2.25 m(2)3.125 s (3))物体不能停下来。在传送带上以2m/s的初速度向左减速到零,而后又向右加速到 2m/s,再滑上圆弧面0.2m高,然后又滑回到传送带,如此周而复始。

物体滑上传送带向左运动时,受滑动摩擦力,做匀减速运动。然后在滑动摩擦力作用下,向右匀加速,到与传送带速度相同时,不再受摩擦力,物体将匀速,而不是一直匀加速。

(1) 物体沿圆弧面下滑,机械能守恒:mgR=  得:v0=3m./s    

物体在传送带上相对运动时的加速度大小为:a =μg =2m/s2                  

物体滑上传送带向左运动的最远距离:s1 =="2.25" m                     

(2) 物体向左运动的时间:   t1=="1.5s                               "

物体向右加速到v 的时间:  t2=="1s                             "

向右加速的位移:         s2=="1" m                             

然后物体以速度v匀速运动的时间:t3== 0.625s               

物体第一次从滑上到离开传送带所经历的时间:t= t1+ t2+ t3=" 3.125" s       

(3)物体不能停下来。在传送带上以2m/s的初速度向左减速到零,而后又向右加速到 2m/s,再滑上圆弧面0.2m高,然后又滑回到传送带,如此周而复始。

单项选择题
单项选择题 A1/A2型题