如图所示,水平放置的传送带静止不动,小木块以水平初速度v1从左端A点滑上传送带,从另一端B点滑出,落至水平地面上P点.已知传送带长L=1.6m,上表面距地面高h=1.25m,小木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5.(g取10m/s2)
(1)若P点与B点的水平距离s=1.5m,试求小木块的初速度v1.
(2)若传送带顺时针方向旋转,速度大小v=7m/s,小木块以2m/s的速度滑上A点,小木块将落在地面上何处?
网友回答
解:(1)小木块从A到B过程中受力情况如图,小木块向右做匀减速运动,设物体达到B点时的速度为v2,由牛顿运动定律可知:
v22-v12=2aL???????????????????????????????①
-μmg=ma??????????????????????????????????②
物体由B到P做平抛运动
s=v2t???????????????????????????????????????③
h=④
联立以上四式得v1==5m/s???????⑤
(2)传送带顺时针方向旋转时,由于v1<v,物体在传送带上由A到B运动过程有两种可能情形:(ⅰ)物体先做匀加速运动,速度达到v以后再做匀速运动;(ⅱ)物体一直做匀加速运动,到达B点时的速度v2<v.设物体由A到B一直做匀加速运动,到达B点时的速度为v2,其受力情况如右图,由牛顿运动定律可知:
μmg=ma?????????????????????????????????⑥
v2,2-v12=2aL???????????????????????????⑦
物体到达B点时的速度为
v2′==6m/s<v=7?m/s????假设成立.⑧
由物体由B到P做平抛运动
s′=v2′t???????????????????????????????????????⑨
h=⑩
解之得:s′=v2′=3m??????????????????????
答:(1)小木块的初速度为5m/s.
(2)小木块将落在地面上距抛出点的水平位移为3m.
解析分析:(1)根据平抛运动的求出小物块在B点的速度,结合牛顿第二定律和运动学公式求出小木块的初速度.
(2)根据牛顿第二定律和运动学公式求出小物块到达B点的速度,判断与传送带速度的大小,从而判断出小物块的运动情况,从而得出在B点的速度,结合平抛运动的规律求出水平位移.
点评:解决本题的关键知道小物块整个过程中的运动情况,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.