传送带以恒定速度v=4m/s顺时针运行,传送带与水平面的夹角θ=37°.现将质量m=2kg的小物品轻放在其底端(小物品可看成质点),平台上的人通过一根轻绳用恒力F=20N拉小物品,经过一段时间物品被拉到离地高为H=1.8m的平台上,如图所示.已知物品与传送带这间的动摩擦因数μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:①物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少?②若在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F,求特品还需多少时间离开皮带?

问题描述:

传送带以恒定速度v=4m/s顺时针运行,传送带与水平面的夹角θ=37°.现将质量m=2kg的小物品轻放在其底端(小物品可看成质点),平台上的人通过一根轻绳用恒力F=20N拉小物品,经过一段时间物品被拉到离地高为H=1.8m的平台上,如图所示.已知物品与传送带这间的动摩擦因数μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

①物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少?
②若在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F,求特品还需多少时间离开皮带?

(1)物品在达到与传送带速度v=4m/s相等前,有:F+μmgcos37°-mgsin37°=ma1解得a1=8m/s2由v=a1t1,t1=0.5s位移x1=12a1t21=1m随后,有:F-μmgcos37°-mgsin37°=ma2解得a2=0,即滑块匀速上滑位移x2=Hsin37°−x...
答案解析:(1)先假设传送带足够长,对滑块受力分析,根据牛顿第二定律求解出加速度,然后运用运动学公式求解出加速的位移和时间,根据位移判断是否有第二个过程,当速度等于传送带速度后,通过受力分析,可以得出物体恰好匀速上滑,最后得到总时间;
(2)若在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F,先受力分析,根据牛顿第二定律求出加速度,然后根据运动学公式列式求解.
考试点:牛顿第二定律;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.
知识点:本题关键是受力分析后,根据牛顿第二定律求解出加速度,然后根据运动学公式列式求解.