解题思路:物体在水平传送带摩擦力的作用下,先向右加速,根据牛顿第二定律可求得加速度,从而可求加速的时间,根据位移公式可求加速运动的位移,说明之后物体与传送带一起匀速运动;分析物体滑上倾斜传送带的运动,先以加速度a=gsinθ+μgcosθ减速,后以加速度a′=gsinθ-μgcosθ减速运动减速到零所需时间,剩余时间向下做加速运动,求出位移,即可求的
(1)物块在水平传送带上加速时的加速度由牛顿第二定律有:
μmg=ma1
a1=μg=0.5×10m/s2=5m/s2
当物块速度等于传送带速度时有:t=
v1
a1=
4
5s=0.8s
物块的位移为:s1=[1/2×5×0.82m=1.6m<L
以后物块与传送带相对静止,向右匀速运动,到达传送带右端的速度为:v=4m/s
(2)物块滑上倾斜传送带时有:
mgsinθ+μmgcosθ=ma2
a2=gsin37°+μgcos37°=10m/s2
当物块的速度等于传送带的速度V2时,有:
t2=
V1−V2
a2]=[4−2/10s=0.2s
此后的物块的加速度为a3,有:
mgsinθ-μmgcosθ=ma3
a3=gsin37°-μgcos37°=2m/s2
此段时间上升的距离
S2=
V1+V2
2]•t2=[4+2/2×0.2m=0.6m
物块达到最高点时有:t3=
v2
a3]=[2/2s=1s
此段时间内物块的位移
S3=
v22
2a3]=
22
2×2m=1m
因为t2+t3=1.2s<2s
所以物块升的最大距离为:s=s2+s3=1.6m
答:(1)物块到水平传送带右端的速度为4m/s.
(2)从物块开始滑上倾斜传送带开始计时,2S内物块距底端的最大距离为1.6m
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: 本题关键是分段分析物体的运动情况,由物体受力和运动学公式综合列式求解,难度适中