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【例】如图所示,传送带与地面倾角为37度,从A到B长度为16cm,传送带以v=10m/s的速率逆时针转动,在传送带的上端A无初速的放一个质量为m=0.5Kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,求物体从A运动到B所需的时间为多少?
【分析与详解】物体放在传送带上后,开始阶段,由于传送带的速度大于物体的速度,传送带给物体一沿传送带向下的滑动摩擦力,物体由静止加速,由牛顿第二定律得:
mg sinθ+μmg cosθ=ma
所以: a1=g(sinθ+μ cosθ)
=10×(0.6+0.5×0.8)
=10m/s^2
物体加速至与传送带速度相同所需的时间为:
t1=v/a1=10/10=1s
由于 μ tgθ,
物体在重力作用下将继续加速运动,
当物体速度大于传送带速度时,传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力,由牛顿第二定律得:
mg sinθ-μmg cosθ=ma2
所以: a2=g(sinθ-μ cosθ)
=10×(0.6-0.5×0.8)
=2m/s^2
设后一阶段物体滑至底端所用时间为t2,由:
L-s=vt2+1/2 a2 t2^2
解得:
t2=1s (t2=-11s 舍去)
所以物体由A到B的时间为:
t=t1+t2=2s
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