如图所示,传送带与水平地面夹角为θ=37°,以10m/s的速度转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A到B的长度L=44m,

◎ 题目

如图所示,传送带与水平地面夹角为θ=37°,以10m/s的速度转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A到B的长度L=44m,则物体从A到B需要的时间为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2

◎ 答案

4s或者 t=s

◎ 解析


试题分析:(1)当传送带逆时针转动时,物体放在传送带上后,开始阶段物体受力情况如图甲所示,

由沿斜面方向:mgsinθ+Ff=ma 
垂直于斜面方向  FN -mgcosθ=0
又Ff=μFN,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
t1时间内位移x= a1t12=5 m
当物体速度大于传送带速度时,此物体受力情况如图14乙所示,
由沿斜面方向:mgsinθ-Ff=ma
垂直于斜面方向  FN -mgcosθ=0
又Ff=μFN得mgsinθ-μmgcosθ=ma2,得a2=2 m/s2
设后一阶段物体滑至底端所用的时间为t2,由L-x=vt2a2t22解得t2=3 s,t2=-13 s(舍去)
所以物体由A→B的时间t=t1+t2=4 s.
(2)当传送带顺时针转动时,物体放在传送带上后,开始阶段物体受力情况如图乙所示,
由沿斜面方向:mgsinθ-Ff=ma
垂直于斜面方向 N -mgcosθ=0
又Ff=μN得 mgsinθ-μmgcosθ=ma3得a2=2 m/s2
x=a3t2=44 m 解得 t=s

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,传送带与水平地面夹角为θ=37°,以10m/s的速度转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A到B的长度L=44m,…”主要考查了你对  【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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