(15分)如图15所示,传送带的水平部分ab=2m,斜面部分bc=4m,bc与水平面的夹角α=37°。一个小物体A与传送带的动摩擦因数μ=0.25,传送带沿图示的方向运动,速率v=2m/s.若把物

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(15分)如图15所示,传送带的水平部分ab=2m,斜面部分bc=4m,bc与水平面的夹角α=37°。一个小物体A与传送带的动摩擦因数μ=0.25,传送带沿图示的方向运动,速率v=2 m/s.若把物体A轻放到a处,它将被传送带送到c点,且物体A不会脱离传送带.求物体A从a点被传送到c点所用的时间.(已知:sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)

◎ 答案

2.4 s

◎ 解析

物体A轻放在a点后在摩擦力作用下向右做匀加速直线运动直到和传送带速度相等.在这一过程中有
a1=μg.①   
x1=0.8 m<ab. ②
经历时间为t1=0.8 s.③
此后随传送带运动到b点的时间为t2=0.6 s.④
当物体A到达bc斜面时,由于mgsin 37°=0.6mg>μmgcos 37°=0.2mg.所以物体A将再次沿传送带做匀加速直线运动,其加速度大小为
a2=gsin 37°-μgcos 37°=4 m/s
物体A在传送带bc上所用时间满足
bc=vt3a2t
代入数据得t3=1 s⑦.(负值舍去)
则物体A从a点被传送到c点所用时间为
t=t1+t2+t3=2.4 s. ⑧
本题考查力与运动的关系,货物在水平传动带上由滑动摩擦力提供加速度,由运动学公式可求得运动到b端的时间和速度,到达斜面传送带时,因为货物速度小于传送带速度,所以一开始货物受到传送带沿斜面向下的滑动摩擦力,由牛顿第二定律可求得此过程的加速度大小,当两者速度相等时,判断重力沿斜面向下的分力大于最大静摩擦力,可知货物相对传送带沿斜面下滑,所受滑动摩擦力沿斜面向上,再由牛顿第二定律求得加速度大小,此题为多过程问题,分别求得三个过程的时间,取和即可

◎ 知识点

    专家分析,试题“(15分)如图15所示,传送带的水平部分ab=2m,斜面部分bc=4m,bc与水平面的夹角α=37°。一个小物体A与传送带的动摩擦因数μ=0.25,传送带沿图示的方向运动,速率v=2m/s.若把物…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  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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