水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機場和火車站，如圖所示，為一水平傳送帶裝置示意圖，緊繃的傳送帶AB 始終保持恒定的速率v=1m/s運行，一質(zhì)量為 m=4kg的行李無初速地放在 A 處，傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運動，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動．設(shè)行李與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，A、B間的距離L=2m，g取 10m/s2
（1）求行李剛開始運動時所受滑動摩擦力的大小與加速度的大小
（2）求行李做勻加速直線運動的時間
（3）如果提高傳送帶的運行速率，行李就能被較快地傳送到B處，求行李從A處傳送到B處的最短時間，和傳送帶對應(yīng)的最小運行速率．
分析：（1）滑動摩擦力根據(jù)公式F=μN=μmg即可求解，由牛頓第二定律可求得加速度；
（2）行李放上傳送帶后先做勻加速運動，速度與傳送帶相等后做勻速運動，由速度公式求出行李做勻加速運動的時間；
（3）行李從A處一直勻加速運動到B處時，傳送時間最短．根據(jù)勻加速直線運動的基本公式即可求解．
解答：解：（1）滑動摩擦力的大小為F=μmg
代入題給數(shù)值，得 F=4N
由牛頓第二定律，得 F=ma
代入數(shù)值，得 a=1m/s2
（2）設(shè)行李做勻加速運動的時間為t，行李加速運動的末速度為v=1m/s．
則v=at 代入數(shù)值，得t=1s
（3）行李從A處一直勻加速運動到B處時，傳送時間最短．則
L=
1
2
atmin2
代入數(shù)值，得tmin=2s
傳送帶對應(yīng)的最小運行速率vmin=atmin
代入數(shù)值，得vmin=2m/s
答：（1）行李剛開始運動時所受的滑動摩擦力大小為4N，加速度大小為1m/s2；
（2）行李做勻加速直線運動的時間是1s；
（3）行李從A處傳送到B處的最短時間為2s，傳送帶對應(yīng)的最小運行速率為2m/s．
點評：該題考查是的傳送帶問題，行李在傳送帶上先加速運動，然后再和傳送帶一起勻速運動，若要時間最短，則行李一直做勻加速運動．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

傳送帶是一種常用的運輸工具，它被廣泛地應(yīng)用于礦山、碼頭、貨場等生產(chǎn)實際中，在車站、機場等交通場所它也發(fā)揮著巨大的作用．如圖所示為車站使用的水平傳送帶裝置模型，繃緊的傳送帶水平部分AB的長度L=5m，并以V傳=2m/s的速度向右運動．現(xiàn)將一個可視為質(zhì)點的旅行包輕輕地?zé)o初速地放在傳送帶的A端，已知旅行包與皮帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2．求：
（1）旅行包在傳送帶上從A端運動到B端所用的時間；
（2）若要旅行包在傳送帶上從A端運動到B端所用的時間最短，則傳動速度的大小應(yīng)滿足什么條件？（g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源：同步題 題型：計算題

傳送帶是一種常用的運輸工具，被廣泛應(yīng)用于礦山、碼頭、貨場、車站、機場等．如圖所示為火車站使用的傳送帶示意圖．繃緊的傳送帶水平部分長度L＝5 m，并以v0＝2 m/s的速度勻速向右運動．現(xiàn)將一個可視為質(zhì)點的旅行包無初速度地輕放在傳送帶的左端，已知旅行包與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，g取10 m/s2。
(1)求旅行包經(jīng)過多長時間到達傳送帶的右端．
(2)若要旅行包從左端運動到右端所用時間最短，則傳送帶速度的大小應(yīng)滿足什么條件？最短時間是多少？

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