传送带是一种常用的运输工具,被广泛应用于矿山、码头、货场、车站、机场等.如图所示为火车站使用的传送带示意图.绷紧的传送带水平部分长度L=5m,并以v0=2m/s的速度匀速向右

◎ 题目

传送带是一种常用的运输工具,被广泛应用于矿山、码头、货场、车站、机场等.如图所示为火车站使用的传送带示意图.绷紧的传送带水平部分长度L=5 m,并以v0=2 m/s的速度匀速向右运动.现将一个可视为质点的旅行包无初速度地轻放在传送带的左端,已知旅行包与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2
(1)求旅行包经过多长时间到达传送带的右端.
(2)若要旅行包从左端运动到右端所用时间最短,则传送带速度的大小应满足什么条件?最短时间是多少?

◎ 答案

解:(1)旅行包无初速度地轻放在传送带的左端后,旅行包相对于传送带向左滑动,旅行包在滑动摩擦力的作用下向右做匀加速运动,由牛顿第二定律得旅行包的加速度aF/m=μmg/m=μg=2 m/s2
当旅行包的速度增大到等于传送带速度时,二者相对静止,匀加速运动时间t1v0/a=1 s
匀加速运动位移x=1 m
此后旅行包匀速运动,匀速运动时间t2=2 s
旅行包从左端运动到右端所用时间tt1t2=3 s
(2)要使旅行包在传送带上运行时间最短,必须使旅行包在传送带上一直加速,由v2=2aLvm/s
即传送带速度必须大于或等于 m/s
Lat2得旅行包在传送带上运动的最短时间ts

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“传送带是一种常用的运输工具,被广泛应用于矿山、码头、货场、车站、机场等.如图所示为火车站使用的传送带示意图.绷紧的传送带水平部分长度L=5m,并以v0=2m/s的速度匀速向右…”主要考查了你对  【匀变速直线运动规律的应用】,【牛顿运动定律的应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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