本题难点在于只告诉了传送带的速率而没有说明传送带转动的方向.分逆时针转动和顺时针转动两种情况讨论.
(计算过程中还须注意对摩擦力的种类、有无和方向等问题的分析)
甲若传送带逆时针转动,物体放到传送带上后,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,物体受力情况如图甲所示,物体由静止加速,由牛顿第二定律得
mgsinθ+μmgcosθ=ma1
a1=10×(0.6+0.5×0.8) m/s2="10" m/s2
物体加速至与传送带速度相等需要的时间
t1=
=
s="1" s,s=
a1t12="5" m
由于μ<tanθ,μmgcosθ<mgsinθ
乙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.此时物体受力情况如图乙所示.由牛顿第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma2,a2="2" m/s2
设后一阶段物体滑至底端所用时间为t2,由
L-s=vt2+
a2t22
解得t2="1" s(t2="-11" s舍去)
所以物体由A→B的时间t="t1+t2=2" s
若传送带顺时针转动,物体放到传送带上后物体相对传送带的运动方向向下,物体受的摩擦力方向向上,受力分析如图乙所示.
由牛顿第二定律得
mgsinθ-μmgcosθ=ma′,
解得a′="2" m/s2
物体将保持这一加速度a′滑至底端,故有s=
a′t′2,t′=
=
s="4" s.