解题思路:(1)煤块先在传送带上做匀加速运动,速度达到传送带速度后做匀速直线运动,结合运动学公式求出从A运动到B的时间.(2)在煤块匀加速运动的过程中,结合煤块的位移和传送带的位移,求出相对运动的位移,即煤块在传送带上留下的痕迹长度.(3)当煤块一直做匀加速直线运动,则煤块从A运动到B的时间最短,结合速度位移公式求出传送带的最小速度.
(1)煤块匀加速运动的时间为:t1=
v
a=
2
1=2s,
则匀加速运动的位移为:x1=
v2
2a=
4
2=2m,
因为x1<L,煤块先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动.
匀速阶段,有:t2=
L−x1
v=
8
2=4s,
所以煤块从A到B的时间为:t=t1+t2=2+4=6s.
(2)匀加速阶段,传送带的位移为:x2=vt1=2×2m=4m,
所以煤块在传送带上留下的痕迹长为:△x=x2-x1=4-2m=2m.
(3)要传送时间最短,则煤块一直做匀加速直线运动,
根据vB2=2aL得:vB=
2aL=
2×1×10=2
5m/s.
所以传送带的速度至少应为2
5m/s.
答:(1)煤块先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,运动的时间为6s.
(2)煤块在传送带上留下的痕迹长度为2m.
(3)传送带的运动速率至少是2
5m/s.
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: 解决本题的关键理清煤块在整个过程中的运动规律,结合运动学公式灵活求解,难度不大.