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传送带以稳定的速度v=6m/s顺时针转动,传送带与水平面的夹角θ=37°,现在将...

传送带以稳定的速度v=6m/s顺时针转动,传送带与水平面的夹角θ=37°,现在将一质量m=2kg的物体(可以看作质点)放在其底端,传送带顶端平台上的人通过轻绳以恒定的拉力F=20N拉物体,经过一段时间物体被拉到斜面顶端,如图所示,已知传送带底端与顶端的竖直高度H=6m,物体与传送带之间的动摩擦因数为0.25,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.(g取10m/s2,sin 37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求物体从底端运动到顶端所用的时间;
(2)若物体与传送带达到速度相等的瞬间,突然撤去拉力,物体还需要多长时间离开传送带?

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(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)若在物体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. 【解析】 (1)物体在达到与传送带速度v=6m/s相等前,有:    F+μmgcos37°-mgsin37°=ma1 解得a1=6m/s2 由v=a1t1,t1=1s 位移x1=a1=3m 随后,有:F-μmgcos37°-mgsin37°=ma2 解得a2=2m/s2,物体匀加速上滑 位移x2=-x1=7m 则x2=vt2+ 解得t2=1s 总时间为:t=t1+t2=2s 即物体从传送带底端运动到平台上所用的时间是2s. (2)在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F, 由于μmgcos37°=4N,mgsin37°=12N, 故mgsin37°>μmgcos37°,则此后物体做匀减速运动,加速度大小为a3==4m/s2 设再过t′时间物体的速度减为零,则t′==1.5s 此过程物体通过的位移为x3==4.5m 由于传送带总长为10m,x1+x3<10m,说明此后物体速度减速为零后沿传送带下滑.设下滑的时间为t3. 则有  = 代入解得t3 解得,t3=s 故撤去拉力,物体还需要时间t″=t′+t3=1.5s+s=3.86s. 答: (1)物体从底端运动到顶端所用的时间是2s; (2)若物体与传送带达到速度相等的瞬间,突然撤去拉力,物体还需要3.86s离开传送带.
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考点分析:
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如图所示,长度L=1m、质量M=0.25kg的木板放在光滑水平面上,质量 m=2kg的物块(可视为质点)位于木板的左端,木板和物块间的动摩擦因数μ=0.1.现突然给木板一向左的初速度v=2m/s,同时对物块施加一水平向右的恒定拉力F=10N,经过一段时间后,物块与木板相对静止,取g=10m/s2.求:
(1)物块最终在木板上的位置.
(2)上述过程中拉力F做的功和系统产生的热量.

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(1)物块A刚滑上木板B时的速度为多大?
(2)物块A从刚滑上木板B到相对木板口静止共经历了多长时间?木板B有多长?

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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