解题思路:(1)根据滑动摩擦力大小公式求出滑动摩擦力的大小,根据牛顿第二定律求出加速度的大小.
(2)行李在传送带上先做匀加速直线运动,达到传送带速度后做匀速直线运动,结合运动学公式求出运动的总时间.
(3)当行李一直做匀加速直线运动时,所用时间最短,根据位移时间公式求出最短的时间,结合速度时间公式求出传送带对应的最小速率.
(1)滑动摩擦力为:F=μmg=8N
由牛顿第二定律得:F=ma
代入数值得:a=2m/s2
(2)设行李做匀加速运动的时间为t1,行李加速运动的末速度为v=2m/s.
则v=at1
代入数值得:t1=1s
匀速运动的时间为t2
t2=
l−
1
2at12
v=
2−
1
2×2×1
2=0.5s.
运动的总时间为:t=t1+t2=1.5s
(3)行李从A处匀加速运动到B处时,传送时间最短.则
l=[1/2]atmin2
代入数值得:tmin=
2s=1.4s
传送带对应的最小运行速率为:vmin=atmin
代入数值得:vmin=2
2m/s=2.8m/s
答:(1)行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小8N,加速度的大小为2m/s2.
(2)行李在传送带上运动的时间为1.5s.
(3)行李从A处传送到B处的最短时间为1.4s,传送带对应的最小速率为2.8m/s.
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
考点点评: 解决本题的关键知道行李在传送带上的运动规律,结合运动学公式和牛顿第二定律进行求解.