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.

(1)由动能定理:MgH=

1
2
MV2
得:V=
2gH
=
2×10×0.8
=4m/s
(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
=
42
2×2
=4m
(3)物体从第一次过A点经t1速度减为零:t1=
V
a
=2s
然后物体向左做匀加速直线运动,经t2与带同速:t2=
V′
a
3
2
=1.5s
又匀速运动到A点的时间为t3
S=V′t3+
1
2
a
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.