某传动装置的水平传送带以恒定的速度V0=5m/s运行,将一块底面水平的粉笔轻轻放在传送带上,两者共速后发现粉笔在传送带上留下一条长度L=5m的白色划线,稍后,因传动装

发布时间:2020-08-13 12:03:14

某传动装置的水平传送带以恒定的速度V0=5m/s运行,将一块底面水平的粉笔轻轻放在传送带上,两者共速后发现粉笔在传送带上留下一条长度L=5m的白色划线,稍后,因传动装置受阻碍,传送带做匀减速运动,其加速度的大小为5m/s2.传动装置受阻后,
①粉笔是否能在传送带上继续滑动?若能,它沿皮带继续滑动的距离L'=?
②若要粉笔不能继续在传送带上滑动,则皮带做减速运动时,其加速度大小应限制在什么范围内?

网友回答

解:(1)先求粉笔与皮带间的动摩擦因数μ.皮带初始以v0=5m/s匀速行驶,粉笔对地以a=μg的加速度匀加速,划痕l=5m为相对位移.则
l=v0t-
t=
解得:a=,μ=0.25
第二阶段,因皮带受阻,做a0=5m/s2的匀减速.a0>a,粉笔能在传送带上继续滑动,且皮带比粉笔先停下,粉笔还能在皮带上作相对滑动.粉笔相对皮带滑行距离为
=2.5m.
(2)因为皮带对粉笔的最大静摩擦力为μmg,所以粉笔对地的最大加速度为μg,为防止粉笔在皮带上相对滑动,皮带加速度a0应限制在μg范围内,
即0<a≤2.5m/s2.
答:(1)能,它沿皮带继续滑动的距离为2.5m.
(2)加速度大小应限制在0<a≤2.5m/s2.
解析分析:(1)粉笔轻轻地放到传送带上,先做匀加速直线运动,当速度等于传送带速度时,一起运动.先根据白色划线求出粉笔的加速度及动摩擦因数,比较传动装置受到阻碍后粉笔的加速度和传送带的加速度的大小,从而判断是否发生相对运动,若发生相对运动,粉笔相对皮带滑行距离即为两者位移之差;
(2)因为皮带对粉笔的最大静摩擦力为μmg,所以粉笔对地的最大加速度为μg,为防止粉笔在皮带上相对对滑动,皮带加速度a0应限制在μg范围内.


点评:该题是相对运动的典型例题,要认真分析两个物体的受力情况,正确判断两物体的运动情况,要清楚两者速度相等时开始相对静止,两者间的距离可根据运动学基本公式求解,难度适中.
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