传送带以恒定速度v=4m/s顺时针运行,传送带与水平面的夹角θ=37°.现将质量m=2kg的小物品轻放在其底端(小物品可
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解题思路:(1)先假设传送带足够长,对滑块受力分析,根据牛顿第二定律求解出加速度,然后运用运动学公式求解出加速的位移和时间,根据位移判断是否有第二个过程,当速度等于传送带速度后,通过受力分析,可以得出物体恰好匀速上滑,最后得到总时间;

(2)若在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F,先受力分析,根据牛顿第二定律求出加速度,然后根据运动学公式列式求解.

(3)根据能量守恒定律求出物品放上传送带到离开,传送带对小物块做功的大小.

(1)物品在达到与传送带速度v=4m/s相等前,有:

F+μmgcos37°-mgsin37°=ma1

解得a1=8m/s2

由v=a1t1,t1=0.5s

位移x1=

1

2a1t12=1m.

随后,有:F-μmgcos37°-mgsin37°=ma2

解得a2=0,即滑块匀速上滑

位移x2=

H

sin37°−x1=2m

t2=

x2

v=0.5s

总时间为:t=t1+t2=1s

即物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是1s.

(2)在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F,根据牛顿第二定律,有

μmgcos37°-mgsin37°=ma3

解得:a3=−2m/s2

假设物品向上匀减速到速度为零时,通过的位移为x

x=−

v2

2a3=4m>x2

即物体速度为减为零时已经到达最高点;

由x2=vt3+

1

2a3t32

解得t3=2−

2s(t3=2+

2s>0.5s,舍去).

(3)第一种情况,物块先向上做匀加速直线运动,然后向上做匀速直线运动.

根据能量守恒定律得,WF+W=

1

2mv2+mgH

所以传送带对小物块所做的功为W=[1/2mv2+mgH−F•

H

sin37°]=[1/2×2×16+20×1.8−20×

1.8

0.6]=-8J.

第二种情况,物块向上做匀加速直线运动,然后向上做匀减速直线运动,匀减速直线运动到达顶端的速度v′=4−2×(2−

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;功的计算.

考点点评: 本题关键是受力分析后,根据牛顿第二定律求解出加速度,然后根据运动学公式列式求解.