传送带以恒定速度v=4m/s顺时针运行,传送带与水平面的夹角θ=37°.现将质量m=2kg的小物品轻放在其底端(小物品可

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  • 解题思路:(1)先假设传送带足够长,对滑块受力分析,根据牛顿第二定律求解出加速度,然后运用运动学公式求解出加速的位移和时间,根据位移判断是否有第二个过程,当速度等于传送带速度后,通过受力分析,可以得出物体恰好匀速上滑,最后得到总时间;

    (2)若在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F,先受力分析,根据牛顿第二定律求出加速度,然后根据运动学公式列式求解.

    (1)物品在达到与传送带速度v=4m/s相等前,有:

    F+μmgcos37°-mgsin37°=ma1

    解得a1=8m/s2

    由v=a1t1,t1=0.5s

    位移x1=

    1

    2a1

    t21=1m

    随后,有:F-μmgcos37°-mgsin37°=ma2

    解得a2=0,即滑块匀速上滑

    位移x2=

    H

    sin37°−x1=2m

    t2=

    x2

    v=0.5s

    总时间为:t=t1+t2=1s

    即物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是1s.

    (2)在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F,根据牛顿第二定律,有

    μmgcos37°-mgsin37°=ma3

    解得:a3=−2m/s2

    假设物品向上匀减速到速度为零时,通过的位移为x

    x=−

    v2

    2a3=4m>x2

    即物体速度为减为零时已经到达最高点;

    由x2=vt3+

    1

    2a3

    t23

    解得:t3=(2−

    2)s(t3=2+

    2s>0.5s,舍去)

    即物品还需(2−

    2)s离开皮带.

    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: 本题关键是受力分析后,根据牛顿第二定律求解出加速度,然后根据运动学公式列式求解.