如图所示,一水平方向的传送带以恒定的速度v=2m/s沿顺时针方向匀速转动,传送带右端固定着一光滑的四分之一圆弧面轨道,并与弧面下端相切,一物体自圆弧面轨道,并与弧面轨道的最高点由静止滑下,圆弧轨道的半径R=0.45m,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,不计物体滑过曲面与传送带交接处时的能量损失,传送带足够长,g=10m/s2.求:(1)物体滑上传送带向左运动的最远距离;(2)物体第一次从滑上传送带到离开传送带所经历的时间;(3)经过足够长的时间之后物体能否停下来?若能,请说明物体停下的位置.若不能,请简述物体的运动情况.

问题描述:

如图所示,一水平方向的传送带以恒定的速度v=2m/s沿顺时针方向匀速转动,传送带右端固定着一光滑的四分之一圆弧面轨道,并与弧面下端相切,一物体自圆弧面轨道,并与弧面轨道的最高点由静止滑下,圆弧轨道的半径R=0.45m,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,不计物体滑过曲面与传送带交接处时的能量损失,传送带足够长,g=10m/s2.求:

(1)物体滑上传送带向左运动的最远距离;
(2)物体第一次从滑上传送带到离开传送带所经历的时间;
(3)经过足够长的时间之后物体能否停下来?若能,请说明物体停下的位置.若不能,请简述物体的运动情况.


答案解析:(1)沿圆弧轨道下滑过程中,根据动能定理求出滑到底端的速度,物体在传送带向左做匀减速运动,根据运动学公式求出最大距离;
(2)分别求出物体在传送带上向左运动的时间、向右匀加速运动时间及向右匀速运动时间,三者之和即可所求时间;
(3)根据物体的运动状态判断能否停下来.
考试点:机械能守恒定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律.


知识点:本题主要考察了动能定理及运动学基本公式的应用,要求同学们能正确分析物体的运动情况,难度适中.