(2015•绵阳模拟)如图所示,某传送带装置倾斜放置,倾角θ=37°,传送带AB长度xo=l0m.有一水平平台CD高度保

1个回答

  • 解题思路:(1)从B点飞出后做平抛运动,根据平抛运动的基本公式列式即可求解;

    (2)先根据几何关系求出物体从传送带上落下时的速度,再由动能定理即可求解;

    (3)分摩擦力方向始终向上和向下两种情况,根据动能定理列式求出速度,从而判断摩擦力的方向,再根据牛顿第二定律列式求解.

    (1)设水平抛出物体的初速度v0,经时间t落入传送带上时,竖直分速度为vy,竖直方向:

    h-x0sinθ=[1/2]gt2

    vy=gt

    tanθ=

    vy

    v0

    水平方向距离 x=v0t

    ∴x=1.2m

    (2)由(1)中得 sinθ=

    vy

    v

    所以物体从传送带上落下时 v=5m/s

    则物体甲到B端的速度为v=5m/s,则恰能水平落到水平台的D端

    由动能定理得:-mg x0sinθ-μ1mgcosθx0=[1/2]mv2-[1/2]mv012

    解得:v01=17m/s

    (3)若传送带对物体的摩擦力方向始终向下,设物体到B端速度v1

    由动能定理得:-mg x0sinθ-μ2mgcosθx0=[1/2]mv12-[1/2]mv022

    v1无解

    若传送带对物体的摩擦力方向始终向上,设物体到B端速度v2

    由动能定理得:-mgx0sinθ+μ2mgcosθx0=[1/2]mv22-[1/2]mv022

    所以 v2=

    97m/s>5m/s

    故只能是摩擦力方向先向下后向上

    当摩擦力方向向下时,由牛顿第二定律得

    mgsinθ+μ2mgcosθ=ma1

    所以 a1=10.8m/s2

    当摩擦力方向向上时,由牛顿第二定律得

    mgsinθ-μ2mgcosθ=ma2

    所以a2=1.2m/s2

    设传送带速度为v′,则有

    v′2−v022

    −2a1+

    v2−v′2

    −2a2=x0

    解得:v′=2

    10m/s

    答:(1)D、B的水平距离为1.2m;

    (2)若传送带以5m/s的速度逆时针匀速运行,某物体甲与传送带间动摩擦因数μ1=0.9,自A点沿传送带方向以某一初速度冲上传送带时,恰能水平落到水平台的D端,求物体甲的最大初速度v01为17m/s;

    (3)若传送带逆时针匀速运行,某物体乙与传送带间动摩擦因数μ2=0.6,自A点以vo2=11m/s的初速度沿传送带方向冲上传送带时,恰能水平落到水平台的D端,求传送带的速度v′为 2

    点评:

    本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

    考点点评: 本题主要考查牛顿第二定律和功能关系的直接应用,要求同学们能正确分析物体的受力情况和运动情况,选择合适的公式求解,难度适中.