如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动,传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面,物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面上,这时速率为v2′,则下列说法正确的是( )A. 若v1<v2,则v2′=v1B. 若v1>v2,则v2′=v2C. 不管v2多大,总有v2′=v2D. 只有v1=v2时,才有v2′=v1
问题描述:
如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动,传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面,物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面上,这时速率为v2′,则下列说法正确的是( )
A. 若v1<v2,则v2′=v1
B. 若v1>v2,则v2′=v2
C. 不管v2多大,总有v2′=v2
D. 只有v1=v2时,才有v2′=v1
答
由于传送带足够长,物体减速向左滑行,直到速度减为零,然后物体会在滑动摩擦力的作用下向右加速,分三种情况讨论:
①如果v1>v2,物体会一直加速,当速度大小增大到等于v2时,物体恰好离开传送带,有v′2=v2;
②如果v1=v2,物体同样会一直加速,当速度大小增大到等于v2时,物体恰好离开传送带,有v′2=v2;
③如果v1<v2,物体会先在滑动摩擦力的作用下加速,当速度增大到等于传送带速度时,物体还在传送带上,之后不受摩擦力,故物体与传送带一起向右匀速运动,有v′2=v1;
故选:AB.
答案解析:物体由于惯性冲上皮带后,受到向右的滑动摩擦力,减速向左滑行,之后依然受到向右的滑动摩擦力,会继续向右加速,然后分v1大于、等于、小于v2三种情况分析.
考试点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
知识点:本题关键是对于物体返回的过程分析,物体可能一直加速,也有可能先加速后匀速运动.