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如图所示的传送带,其水平部分ab的长度为2m,倾斜部分bc的长度为4m,bc与水平面的夹角为α=37°.将一小物块A(可视为质点)轻轻放于a端的传送带上,物块A与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25
题目详情
如图所示的传送带,其水平部分ab的长度为2m,倾斜部分bc的长度为4m,bc与水平面的夹角为α=37°.将一小物块A(可视为质点)轻轻放于a端的传送带上,物块A与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25.传送带沿图示方向以v=2m/s的速度匀速运动,若物块A始终未脱离皮带.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
求:(1)小物块从a端被传送到b端所用的时间.
(2)小物块被传送到c端时的速度大小.
(3)若当小物块到达b 端时,传送带的速度突然增大为v′,问v′的大小满足什么条件可以使小物块在倾斜传送带bc上运动所用的时间最短?
求:(1)小物块从a端被传送到b端所用的时间.
(2)小物块被传送到c端时的速度大小.
(3)若当小物块到达b 端时,传送带的速度突然增大为v′,问v′的大小满足什么条件可以使小物块在倾斜传送带bc上运动所用的时间最短?
▼优质解答
答案和解析
(1)小物块在水平传送带上运动时受力如图a所示,加速度a1=μg=2.5m/s2
加速过程的位移为x1=
=0.8m,则A在水平带上先加速后匀速
t=
+
=1.4s
故小物块从a端被传送到b端所用的时间为1.4s.
(2)小物块在倾斜传送带上运动时受力如图b所示,
因为mgsin37°>μmgcos37°,则A在bc段做匀加速运动,
加速度a2=g(sin37°−μcos37°)=4m/s2
由运动学公式 vc2−v2=2albc
解得:vc=6m/s
故小物块被传送到c端时的速度大小为6m/s.
(3)要使小物块在倾斜传送带上运动时所用时间最短,则加速度要最大,即传送带对小物块的滑动摩擦力沿带向下a3=g(sin37°+μcos37°)=8m/s2,且一直加速.
由v′2-v2=2a3lbc
解得v3=2
m/s
则v的大小应满足v≥2
m/s可以使小物块在倾斜传送带bc上运动的时间最短.
加速过程的位移为x1=
v2 |
2a1 |
t=
v |
a1 |
lab−x1 |
v |
故小物块从a端被传送到b端所用的时间为1.4s.
(2)小物块在倾斜传送带上运动时受力如图b所示,
因为mgsin37°>μmgcos37°,则A在bc段做匀加速运动,
加速度a2=g(sin37°−μcos37°)=4m/s2
由运动学公式 vc2−v2=2albc
解得:vc=6m/s
故小物块被传送到c端时的速度大小为6m/s.
(3)要使小物块在倾斜传送带上运动时所用时间最短,则加速度要最大,即传送带对小物块的滑动摩擦力沿带向下a3=g(sin37°+μcos37°)=8m/s2,且一直加速.
由v′2-v2=2a3lbc
解得v3=2
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则v的大小应满足v≥2
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