如图所示,质量M=20kg的物体从光滑斜面上高度H=0.8m处释放,到达底端A点时水平进入足够长的水平传送带,传送带由一电动机驱动着匀速向左转动,速率为3m/s.已知物体与传送带间的动摩擦
问题描述:
如图所示,质量M=20kg的物体从光滑斜面上高度H=0.8m处释放,到达底端A点时水平进入足够长的水平传送带,传送带由一电动机驱动着匀速向左转动,速率为3m/s.已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2(g取10m/s2).求:
(1)物体从光滑曲面上高度H=0.8m处释放,第一次过A点时的速率;
(2)物体在传送带上滑行时距A点的最远距离;
(3)从物体第一次经过A点开始计时,到第二次经过A点的时间.
答
(1)由动能定理:MgH=
MV21 2
得:V=
=
2gH
=4m/s
2×10×0.8
(2)物体在传送带上做匀减速运动,a=μg=2m/s2
由运动学公式知:S=
=V2 2a
=4m42 2×2
(3)物体从第一次过A点经t1速度减为零:t1=
=2sV a
然后物体向左做匀加速直线运动,经t2与带同速:t2=
=V′ a
=1.5s3 2
又匀速运动到A点的时间为t3
S=V′t3+
a1 2
t
23
解得:t3=0.58s
所以:t=2+1.5+0.58=4.08s
答:(1)物体从光滑曲面上高度H=0.8m处释放,第一次过A点时的速率4m/s;
(2)物体在传送带上滑行时距A点的最远距离4m;
(3)从物体第一次经过A点开始计时,到第二次经过A点的时间4.08s.