【解析】 【分析】 【详解】
(1)木板所受摩擦力为滑动摩擦力: f=μmg=1N 方向向右;
(2) 由牛顿第二定律得:μmg=ma 得出:a=μg=1m/s2 ;
(3) 以木板为研究对象,根据牛顿第二定律:μmg=Ma′ 可得出木板的加速度为:a′=0.5m/s2
设经过时间t,滑块和长木板达到共同速度v,则满足: 对滑块有:v=v0-at 对长木板有:v=a′t
由以上两式得:滑块和长木板达到的共同速度:v=1.2m/s,t=2.4s 在2.4s内木板前进的位移为:x1?木块前进的位移为:x2?v1.2t??2.4m?1.44m 22v0?v3.6?1.2t??2.4m?5.76m 22木板的长度最短为:L=x2-x1=4.32m<4.5m,所以两者能达到共同速度.
10.如图所示,一长L=16m的水平传送带,以
的速率匀速顺时针转动运动.将
一质量为m=1kg的物块无初速度地轻放在传送带左端,物块与传送带之间的动摩擦因数
(取
)求
倾角,以同样的速率顺时针转动.将该物块无初速
(1) 物块在传送带上运动的最大速度. (2) 若该传送带装成与水平地面成
度地放上传送带顶端,分析并求出物体在传送带上整个运动过程加速度的大小和方向. (3) 在第(2)中,若传送带的传送速度v大小和方向均不确定,将物块无初速度地放上传送带顶端,试分析计算物块到达底端的可能速度大小.(结果可以用含v的函数式表示)
【答案】(1),(2),方向向下;(3) 情况一:,情况二:,情况三:
.
【解析】
试题分析:(1)物体在水平传送带上可能一直向右加速,也可能先加速后匀速,根据牛顿第二定律求出加速的加速度,由运动学公式求出加速到传送带共速时的位移,再与L比较,从而得出物体的运动情况,确定最大速度;(2)物体在倾斜传送带向下运动的两种可
能:一是先匀加速后匀速,二是先以较大的加速度向下加速,后以较小的加速度继续向下加速,根据牛顿第二定律、运动学公式和滑动摩擦力的大小进行分析求解;(3)若传送带的传送速度v大小和方向均不确定,将物块无初速度地放上传送带顶端,有三种可能的运动情况,根据牛顿第二定律和运动学公式进行分析求解. (1)物体放上传送带后,根据牛顿第二定律:解得:
经时间t达到共速,则时间位移为则最大速度
,故物体之后匀速
(2) 在顶端释放后,根据牛顿第二定律:解得:
,方向向下
当达到与带相同速度时,位移为因为
根据牛顿第二定律:解得:
,方向向下
,故物块继续加速
(3) 情况一:若传送带逆时针传动, 物块受到摩擦力向上, 则物体一直以加速度
向下匀加速,则物体到达底端速度:
,即传送带速度
情况二:若传送带顺时针传动,且速度大,物体受摩擦力向下,物体一直以加速度
向下匀加速运动,则物体到达底端速度:时,此情况成立
情况三:若传送带顺时针传送,且
物块先以的加速度做匀加速运动,加速位移为
的加速度继续做匀加速运动
达到与传送带相同速度后,以则有:
联立得: