19.如图,有一水平传送带以2m/s的速度匀速运动,现将一物体轻轻放在传送带的左端上,若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,已知传送带左、右端间的距离为10m,求传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间。(g取10m/s2 )
【答案】5.2s 【解析】
试题分析:以传送带上轻放物体为研究对象,如下图在竖直方向受重力和支持力,在水平方向受滑动摩擦力,做v0=0的匀加速运动。
据牛顿第二定律:F = ma 有水平方向:f =\ 竖直方向:N-mg =\ f=μN ③
由式①,②,③解得a = 5m/s
设经时间tl,物体速度达到传送带的速度,据匀加速直线运动的速度公式 vt=v0+at ④ 解得t1= 0.4s 时间t1内物体的位移
m
2
物体位移为0.4m时,物体的速度与传送带的速度相同,物体0.4s后无摩擦力,开始做匀速运动 S2= v2t2⑤
因为S2=S-S1=\(m),v2=2m/s 代入式⑤得t2=4.8s
则传送10m所需时间为t = 0.4+4.8=5.2s。 考点:牛顿第二定律,速度公式,位移公式
点评:学生明确物体在传送带上先做匀加速运动,然后与传送带一起做匀速运动,分两段去求解。
20.如图所示,质量为4kg的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上,绳与竖直方向夹角为37o。已知g = 10m/s2,
sin37o=0.6,cos37o=0.8,求:
(1)汽车匀速运动时,细线对小球的拉力和车后壁对小球的压力。
(2)当汽车以a1=2m/s向右匀减速行驶时,细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力。 (3)当汽车以a2=10m/s向右匀减速行驶时,细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力。 【答案】(1)(2)(3)【解析】
试题分析:(1)当汽车匀速运动时,小球也匀速运动,小球的受力平衡,对小球进行受力分析可知
(2) 当汽车以a=\2向右匀减速行驶时,小球受力分析如图(图略),由牛顿第二定律得:
代入数据得:T=50N,FN=22N
(2)当汽车向右匀减速行驶时,设车后壁弹力为0时(临界条件)的加速度为a0,受力分析如图所所示,由牛顿第二定律得:
代入数据得:因为
,所以小球飞起来,FN=0设此时绳与竖直方向的夹角为a
,;
;
22
由牛顿第二定律得:
考点:考查整体隔离法的应用
点评:难度中等,本题为临界问题,如果小车加速度向左,小球有飘起来的可能性,需要首先判断该加速度的临界值