一水平传送带以1m/s的速度逆时针转动,水平部分AB长为2m,其右端与一倾角θ=37°的斜面平滑相连,一个可视为质点的物块从距斜面底端B点1m处无初速度释放,物块与斜面及传送带间动摩擦因数μ=0.5,问:(sin37°=0.6,g取l0m/s2)
(1)物块滑到斜面底端B的速度大小;
(2)物块从释放至到达传送带左端A所用的时间.
网友回答
解:(1)物块在斜面上无初速下滑过程,加速度为a1,
由牛顿第二定律:mgsinθ-umgcosθ=ma1
到达斜面底端的速度为v1,有:v12=2a1s????????????????
解得:v1=2m/s????????????????????????????????
(2)到达斜面底端用时t1,
有:v1=a1?t1??????????????????
解得:t1=1s??????????????????????????????????
设物块在传送带上匀减速到与传送带同速过程,加速度为a2,对地位移为s2,用时t2
μmg=ma2???????????????????????????????
v2-v12=-2a2s2
减速运动时间为t2,
v=v1-a2t2
解得:t2=0.2s??
此后物块匀速运动至左端,用时t3
vt3=L-s2??
解得:t3=1.7s??????????????????????????
运动至左端用时t=t1+t2+t3=2.9s.
答:(1)物块滑到斜面底端B的速度大小为2m/s.
(2)物块从释放至到达传送带左端A所用的时间为2.9s.
解析分析:(1)根据牛顿第二定律求出物块在斜面上的加速度,再根据匀变速直线运动的速度位移公式求出物块滑到底端B的速度大小.
(2)根据匀变速直线运动的速度时间公式求出物块滑到底端的时间,通过对物体受力分析,判断出物块在传送带上的运动情况,根据运动学公式求出在传送带上运动的时间,两个时间之和即为物块从释放至到达传送带左端A所用的时间.
点评:解决本题的关键会根据物体的受力判断物体的运动,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,根据物体的受力,通过牛顿第二定律求出加速度,再通过运动学公式求出运动学中所求的量.