如图所示,传送带与地面倾角θ=37°,从A到B长度为16 m,传送带以10

如图所示,传送带与地面倾角θ37°,从AB长度为16 m,传送带以10 m/s的速率逆时针转动.在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5 kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,求物体从A运动到B需时间是多少?(sin 37°0.6cos 37°0.8g10 m/s2)

答案

解析:物体放在传送带上后,开始的阶段,由于传送带的速度大于物体的速度,传送带给物体一沿传送带向下的滑动摩擦力Ff,物体受力情况如图(a)所示,物体由静止加速,由牛顿第二定律得

 

mgsin θμmgcos θma1

a110×(0.60.5×0.8) m/s210 m/s2

物体加速至与传送带速度相等需要的时间

t1 s1 st1时间内位移xa1t5 m

由于μtan θ,物体在重力作用下将继续加速运动,当物体速度大于传送带速度时,传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力Ff,此时物体受力情况如图(b)所示,

由牛顿第二定律得

mgsin θμmgcos θma2

解得a22 m/s2

设后一阶段物体滑至底端所用的时间为t2,由

Lxvt2a2t 又va1t1

解得:t21 st2=-11 s(舍去)

所以物体由AB的时间tt1t22 s.

答案:2 s

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