Question

【題目】如圖所示，傾角為30°的光滑斜面的下端有一水平傳送帶。傳送帶正以v0=4m/s的速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向如圖所示。一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體（物體可以視為質(zhì)點(diǎn)），從h=3.2m高處由靜止沿斜面下滑，物體經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)，無(wú)論是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，都不計(jì)其速率變化。物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，傳送帶左右兩端A、B間的距離LAB=10m，重力加速度g=10m/s2，則：

（1）物體在傳送帶上向左最多能滑到距A的距離

（2）物體第一次從A點(diǎn)滑入到再一次回到A點(diǎn)的時(shí)間

（3）物體第一次從A點(diǎn)滑入到再一次回到A點(diǎn)的在傳送帶上滑動(dòng)而留下劃痕的長(zhǎng)度

Answer 1

【答案】（1）8m（2）4.5s（3）18m

【解析】

(1)對(duì)物體在斜面上運(yùn)動(dòng)，有mgsinθ=ma

代入數(shù)據(jù)解得：

a=5m/s2

根據(jù)位移時(shí)間公式：

代入數(shù)據(jù)解得：

t1=1.6s

物體滑至斜面底端時(shí)的速度：v=at1=8m/s

物體在傳送帶上加速度為：a1=4m/s2
物體在傳送帶上速度為零時(shí)離A最遠(yuǎn)，此時(shí)有：

(2) 因?yàn)槲飰K速度減為零后，返回做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，返回時(shí)速度達(dá)到傳送帶速度后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以物塊返回到A點(diǎn)的速度為4m/s。

物體加速時(shí)間為：

該過(guò)程的位移為：

勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：

物體速度減到零的時(shí)間為：

所以總時(shí)間為：

(3)由上可知物體在傳送帶上速度為零時(shí)離A最遠(yuǎn)，此時(shí)有：

該過(guò)程傳送帶的位移為：

劃痕為：

物體返回做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移為：

該過(guò)程傳送帶的位移為：

該過(guò)程劃痕為：

所以劃痕總長(zhǎng)度為：