解题思路:(1)粉笔轻轻地放到传送带上,先做匀加速直线运动,当速度等于传送带速度时,一起运动.先根据白色划线求出粉笔的加速度及动摩擦因素,比较传动装置受到阻碍后粉笔的加速度和传送带的加速度的大小,若不相等,则可以继续滑动,粉笔相对皮带滑行距离即为两者位移之差;(2)因为皮带对粉笔的最大静摩擦力为μmg,所以粉笔对地的最大加速度为μg,为防止粉笔在皮带上相对对滑动,皮带加速度a0应限制在μg范围内.
(1)先求粉笔与皮带间的动摩擦因数μ.皮带初始以v0=5m/s匀速行驶,粉笔对地以
a=μg的加速度匀加速,划痕l=5m为相对位移.则
l=v0t-
v0
2t
t=
v0
a
解得:a=
v20
2l=2.5m/s2,μ=0.25
第二阶段,因皮带受阻,做a0=5m/s2的匀减速.a0>a,粉笔能在传送带上继续滑动,且皮带比粉笔先停下,粉笔还能在皮带上作相对滑动.粉笔相对皮带滑行距离为
l′=s粉笔-s皮带=
v20
2a−
v20
2a0=2.5m.
(2)因为皮带对粉笔的最大静摩擦力为μmg,所以粉笔对地的最大加速度为μg,为防止粉笔在皮带上相对对滑动,皮带加速度a0应限制在μg范围内,即a≤2.5m/s2.
答:(1)粉笔块能在传送带上继续滑动,它沿皮带继续滑动的距离为2.5m;
(2)若要粉笔块不能继续在传送上滑动,则皮带做减速运动时,其加速度a0应限制在μg范围内.
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: 该题是相对运动的典型例题,要认真分析两个物体的受力情况,正确判断两物体的运动情况,要清楚两者速度相等时开始相对静止,两者间的距离可根据运动学基本公式求解,难度适中.