Question

（12分）一水平的淺色長(zhǎng)傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），煤塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。初始時(shí)，傳送帶與煤塊都是靜止的。現(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a₀開(kāi)始運(yùn)動(dòng),當(dāng)其速度達(dá)到v₀后,便以此速度做勻速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)。求此黑色痕跡的長(zhǎng)度。

Answer 1

答案：解：根據(jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知，煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a₀。根據(jù)牛頓定律，可得a=μg

設(shè)經(jīng)歷時(shí)間t，傳送帶由靜止開(kāi)始加速到速度等于v₀，煤塊則由靜止加速到v，有v₀=a₀t  v=at

由于a<a₀，故v<v₀，煤塊繼續(xù)受到滑動(dòng)摩擦力的作用。再經(jīng)過(guò)時(shí)間t'，煤塊的速度由v增加到v₀，有 v=v+at'郝雙

此后，煤塊與傳送帶運(yùn)動(dòng)速度相同，相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)，不再產(chǎn)生新的痕跡。

設(shè)在煤塊的速度從0增加到v₀的整個(gè)過(guò)程中，傳送帶和煤塊移動(dòng)的距離分別為s₀和s，有

s₀=a₀t²+v₀t'   s=

傳送帶上留下的黑色痕跡的長(zhǎng)度 l=s₀－s

由以上各式得l=