如图所示的传送带,其水平部分AB长SAB=3.2m,BC部分与水平面夹角θ为37°,长度SBC=22m,一小物体P与传送带的动摩擦因数μ=0.25,皮带沿A至B方向运

发布时间:2020-08-06 23:53:11

如图所示的传送带,其水平部分AB长SAB=3.2m,BC部分与水平面夹角θ为37°,长度SBC=22m,一小物体P与传送带的动摩擦因数μ=0.25,皮带沿A至B方向运行,速率恒为v=12m/s,若把物体P无初速度的放在A点处,它将被传送带送到C点(B处为一小曲面,不改变速度的大小,只改变速度的方向),且物体P不脱离传送带.求
(1)物体到达B点的速度;
(2)物体刚进入传送带BC部分的加速度;
(3)物体从A点运动到C点所用的时间?
(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

网友回答

解:(1)物体放于传送带上A点后,物块受力图如答图a所示.先在传送带上做匀加速运动(相对地面),直到与传送带速度相同为止,此过程物体的加速度为a1,则有:μmg=ma1,a1=μg=2.5m/s2
做匀加速运动的时间是:t1==s=4.8s
这段时间内物体对地的位移是s1=?t1=×4.8m=28.8m
∵s1=28.8m>SAB=3.2m
∴从A到B物体一直做匀加速运动,设达到B点的速度为vB,则
代入解得:vB=4m/s,所用时间为t1==s=1.6s
(2)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
(3)物体在传送带的倾斜BC部分,以加速度a2向下匀加速运动,
由运动学公式SBC=vBt2+
其中SBC=22m,vB=4m/s
解得t2=2-1≈2.46s,
物块从a到c端所用时间为t=t1+t2=4.06s
答:
(1)物体到达B点的速度是4m/s;
(2)物体刚进入传送带BC部分的加速度是4m/s2;
(3)物体从A点运动到C点所用的时间是4.06s.
解析分析:(1)根据牛顿第二定律求出小物块的加速度,并求出当物块的速度达到传送带速度12m/s时的位移,判断出物体的运动情况,从而求出小物块从a端被传送到b端所用的时间.并确定出物体到达B点的速度.
(2)物体在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,由牛顿第二定律求出加速度.
(3)根据运动学公式求出时间,分段求时间,即可得到总时间.

点评:本题是动力学问题,关键根据加速度方向与速度方向的关系,理清物体的运动情况,运用牛顿第二定律和运动学公式求解.
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