如图所示,传送带的水平部分ab=2m,斜面部分bc=4m,bc与水平面的夹角α=37°.一个小物体A与传送带的动摩擦因数μ=0.25,传送带沿图示的方向运动,速率v=2m/s.若把物体A轻放到a处,它将被传

问题描述:

如图所示,传送带的水平部分ab=2m,斜面部分bc=4m,bc与水平面的夹角α=37°.一个小物体A与传送带的动摩擦因数μ=0.25,传送带沿图示的方向运动,速率v=2m/s.若把物体A轻放到a处,它将被传送带送到c点,且物体A不会脱离传送带.求物体A从a点被传送到c点所用的时间.(已知:sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10m/s2

物体A轻放在a点后在摩擦力作用下向右做匀加速直线运动直到和传送带速度相等.在这一过程中有a1=

μmg
m
=μg
x1=
v2
2a
v2
2μg
=0.8 m<ab.
经历时间为t1=
v
a1
=
2
2.5
=0.8 s.
此后随传送带运动到b点的时间为t2=
xabx1
v
2−0.8
2
=0.6 s.
当物体A到达bc斜面时,由于mgsin 37°=0.6mg>μmgcos 37°=0.2mg.所以物体A将再次沿传送带做匀加速直线运动,
其加速度大小为a2=gsin 37°-μgcos 37°=4 m/s2
物体A在传送带bc上所用时间满足xbc=vt3+
1
2
a2t
  23
,代入数据得t3=1 s.(负值舍去)
则物体A从a点被传送到c所用时间为t=t1+t2+t3=2.4 s.
答:物体A从a点被传送到c点所用的时间为2.4s.