问题描述:
如图所示,某传送带与水平地面夹角θ=30°,AB之间距离L1=5 |
3 |
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(1)若传送带顺时针转动,物块从A到B的时间tAB(结果可用根式表示);
(2)若传送带逆时针转动,物块从A运动到B时的速度vB;
(3)在上述第(2)问基础上,从物块滑上木板开始计时,求:之后物块运动的总时间T.
最佳答案:
(1)传送带顺时针转动,物块受力分析如图所示:
由牛顿第二定律,得:
mgsinθ-f=ma1;
N-mgcosθ=0
且:f=μ1N,
由运动学公式有 L1=
1 |
2 |
t | 2AB |
联立解得:tAB=
2
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3 |
(2)传送带逆时针转动,刚开始物块相对传送带往上滑,物块受力分析如图所示:
根据牛顿第二定律得:
mgsinθ+μ1mgcosθ=ma2;
达到传送带速度v0所用时间为:t=
v0 |
a2 |
位移 x1=
1 |
2 |
之后因为μ1<tan30°,故物块相对传送带向下加速滑动,物块受力分析如图所示:
则 mgsinθ-μ1mgcosθ=ma1;
位移 x2=L1-x1=
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2a1 |
联立解得:vB=3m/s.
(3)物块滑上木板相对滑动时做匀减速运动
对物块:a3=-
μ2mg |
m |
对木板:a4=
μ2mg-μ3(M+m)g |
M |
解得 a4=2 m/s2
设经过t1时间物块与木板达到共同速度v1,则:vB+a3t1 =a4t1
解之得:t1=0.5s,v1=1m/s
因为μ3<μ2,物块能与木板保持相对静止,其整体加速度大小为:a5=
μ3(M+m)g |
M+m |
物块与木板做匀减速运动直到停止的时间:t2=
v1 |
a5 |
1 |
1 |
物块运动的总时间:T=t1+t2=1.5s.
答:
(1)若传送带顺时针转动,物块从A到B的时间tAB是
2
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3 |
(2)若传送带逆时针转动,物块从A运动到B时的速度vB是3m/s;
(3)之后物块运动的总时间T是1.5s.