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如图所示,水平传送带以速度v1=2m/s匀速向左运动,小物体PQ由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,mP=2kgmQ=1kg,小物体P与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1.某时刻P在传送带右端具有向左的速度v2=4m/sP与定滑轮间的绳水平.不计定滑轮质量和摩擦,小物体P与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,传送带、绳足够长,取g=10m/s2.求P在传送带上向左运动的最大距离.

答案

考点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

专题:牛顿运动定律综合专题.

分析:P先以加速度a1向左做匀减速运动,直到速度减为v1,接着以加速度a2向左做匀减速运动,直到速度减为0,根据牛顿第二定律和运动学公式即可求解.

解答:  解:P先以加速度a1向左做匀减速运动,直到速度减为v1,设位移为x1,由牛顿第二定律得

PT1+μmpg=mpa1

QmQgT1=mQa1

联立以上方程解得:a1=4m/s2

由运动学公式得:﹣2a1x1=

解得:x1=1.5m        

P接着以加速度a2向左做匀减速运动,直到速度减为0,设位移为x2,由牛顿第二定律得

pT2μmpg=mpa2

QmQgT2=mQa2

联立以上方程解得:a2=m/s2

 由运动学公式得:2a2x2=

解得:x2=0.75m        

P向左运动的最大距离x=x1+x2=2.25m

答:P在传送带上向左运动的最大距离为2.25m

点评:本题主要考查了物体在传送带上的运动过程,分清过程是关键,特别注意摩擦力方向的改变.

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