如图,有一水平传送带以2m/s的速度匀速运动,现将一物体轻轻放在传送带的左端上,若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,已知传送带左、右端间的距离为10m,求传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间.(g取10m/s2)
问题描述:
如图,有一水平传送带以2m/s的速度匀速运动,现将一物体轻轻放在传送带的左端上,若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,已知传送带左、右端间的距离为10m,求传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间.(g取10m/s2)
答
知识点:物体在传送带运动问题,关键是分析物体的受力情况,来确定物体的运动情况,有利于培养学生分析问题和解决问题的能力.
物体置于传动带左端时,先做加速直线运动,受力分析,由牛顿第二定律得:
f=μmg=ma
代入数据得:a=μg=0.5×10m/s2=5m/s2
当物体加速到速度等于传送带速度v=2m/s时,运动的时间为
t1=
=v a
s=0.4s2 5
运动的位移s1=
=v2 2a
m=0.4m<10m22 2×5
则物体接着做匀速直线运动,匀速直线运动所用时间:
t2=
=s−s1
v
s=4.8s10−0.4 2
所以物体传送到传送带的右端所需时间t=t1+t2=0.4s+4.8s=5.2s
答:传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间为5.2s.
答案解析:先分析物体的运动情况:物体水平方向先受到滑动摩擦力,做匀加速直线运动;若传送带足够长,当物体速度与传送带相同时,物体做匀速直线运动.根据牛顿第二定律求出匀加速运动的加速度,由运动学公式求出物体速度与传送带相同时所经历的时间和位移,判断以后物体做什么运动,若匀速直线运动,再由位移公式求出时间.
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:物体在传送带运动问题,关键是分析物体的受力情况,来确定物体的运动情况,有利于培养学生分析问题和解决问题的能力.