水平传送带被广泛应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查.如图为一水平传送带装置的示意图,绷紧的传送带AB始终保持1m/s的恒定速率运行,一质量m=4kg的行李无初速地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速度做匀速直线运动.设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,A、B间的距离l=2m,g取10m/s2.(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力与加速度;(2)求行李做匀加速直线运动的时间;(3)从A处传送到B处的时间;(4)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处,想一想,能否无限地缩短行李从A传送到B的时间?
问题描述:
水平传送带被广泛应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查.如图为一水平传送带装置的示意图,绷紧的传送带AB始终保持1m/s的恒定速率运行,一质量m=4kg的行李无初速地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速度做匀速直线运动.设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,A、B间的距离l=2m,g取10m/s2.
(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力与加速度;
(2)求行李做匀加速直线运动的时间;
(3)从A处传送到B处的时间;
(4)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处,想一想,能否无限地缩短行李从A传送到B的时间?
答
答案解析:(1)根据滑动摩擦力大小公式求出滑动摩擦力的大小,
(2)根据牛顿第二定律求出加速度的大小,速度达到相等之前做匀加速运动,即可求得加速时间.
(3)行李在传送带上先做匀加速直线运动,达到传送带速度后做匀速直线运动,结合运动学公式求出运动的总时间.
(4)当行李一直做匀加速直线运动时,所用时间最短,根据位移时间公式求出最短的时间,结合速度时间公式求出传送带对应的最小速率
考试点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;动摩擦因数.
知识点:解决本题的关键知道行李在传送带上的运动规律,结合运动学公式和牛顿第二定律进行求解.