传送带与水平面夹角为37°,装置如图所示。今在传送带上端A处无初速度地放上一个质量为m的小物块,放物块时皮带恰好以线速度v0=8m/s,加速度a0=2m/s2作顺时针方向转动,已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.5,若传送带A到B的长度为16m,g取10m

admin2016-03-08  36

问题 传送带与水平面夹角为37°,装置如图所示。今在传送带上端A处无初速度地放上一个质量为m的小物块,放物块时皮带恰好以线速度v0=8m/s,加速度a0=2m/s2作顺时针方向转动,已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.5,若传送带A到B的长度为16m,g取10m/s2(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),求:

小物块从A运动到B的时间为多少?

选项

答案当物块被放到传送带上,到速度与传送带的线速度相等时,物块的受力状态如(1), [*] 设此段过程用时t1s,则at1=v0+a0t1,即10t1=8+2t1, 解得t1=1s, 则S1=[*]×10m/s2×(1s)2=5m<16m 当物块的速度与传送带的线速度相同后,物块所受到的滑动摩擦力将消失,因为传送带仍有2m/s2的加速度,假设物块不受摩擦力,则物块此时的加速度由重力在平行于斜面方向上的分力提供,则a’=[*]=6m/s2>2m/s2, 故物块将受到沿斜面向上摩擦力,受力分析如图所示,又因为mgsin37°-f静max=mgsin37°-μmgcos37°=2mN,即此时物块的加速度a2=2m/m=2m/s2,与传送带的加速度可以保持一致,则物块将相对静止在传送带上,直到到达B处,此段时间内物块将做初速度为v1=at1=10×1=10m/s,加速度为2m/s2的匀加速运动, 设此段运动用时t2s,则s2=v1t2+[*]a2t22,即t22+10t2-10=0,解得t2=1s 所以物块从A到B所用的总时间t=t1+t2=1+1=2s。

解析
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