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)
答
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=
=μgμmg m
x1=
=v2 2a
=0.8 m<ab.v2 2μg
经历时间为t1=
=v a1
=0.8 s.2 2.5
此后随传送带运动到b点的时间为t2=
=
xab−x1
v
=0.6 s.2−0.8 2
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+
a2t1 2
,代入数据得t3=1 s.(负值舍去)
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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.