如图所示,水平传送带长L=2.45m,以速度V1=4m/s顺时针运动,倾斜的传送带足够长,与水平面的夹角θ=37°,以速
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解题思路:物体在水平传送带摩擦力的作用下,先向右加速,根据牛顿第二定律可求得加速度,从而可求加速的时间,根据位移公式可求加速运动的位移,说明之后物体与传送带一起匀速运动;分析物体滑上倾斜传送带的运动,先以加速度a=gsinθ+μgcosθ减速,后以加速度a′=gsinθ-μgcosθ减速运动减速到零所需时间,剩余时间向下做加速运动,求出位移,即可求的

(1)物块在水平传送带上加速时的加速度由牛顿第二定律有:

μmg=ma1

a1=μg=0.5×10m/s2=5m/s2

当物块速度等于传送带速度时有:t=

v1

a1=

4

5s=0.8s

物块的位移为:s1=[1/2×5×0.82m=1.6m<L

以后物块与传送带相对静止,向右匀速运动,到达传送带右端的速度为:v=4m/s

(2)物块滑上倾斜传送带时有:

mgsinθ+μmgcosθ=ma2

a2=gsin37°+μgcos37°=10m/s2

当物块的速度等于传送带的速度V2时,有:

t2=

V1−V2

a2]=[4−2/10s=0.2s

此后的物块的加速度为a3,有:

mgsinθ-μmgcosθ=ma3

a3=gsin37°-μgcos37°=2m/s2

此段时间上升的距离

S2=

V1+V2

2]•t2=[4+2/2×0.2m=0.6m

物块达到最高点时有:t3=

v2

a3]=[2/2s=1s

此段时间内物块的位移

S3=

v22

2a3]=

22

2×2m=1m

因为t2+t3=1.2s<2s

所以物块升的最大距离为:s=s2+s3=1.6m

答:(1)物块到水平传送带右端的速度为4m/s.

(2)从物块开始滑上倾斜传送带开始计时,2S内物块距底端的最大距离为1.6m

点评:

本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

考点点评: 本题关键是分段分析物体的运动情况,由物体受力和运动学公式综合列式求解,难度适中