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  • 如圖所示,一水平方向的傳送帶以恒定的速度v=2m/s沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動,傳送帶右端固定著一光滑的四分之一圓弧面軌道,并與弧面下端相切,一物體自圓弧面軌道,并與弧面軌道的最高

    如圖所示,一水平方向的傳送帶以恒定的速度v=2m/s沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動,傳送帶右端固定著一光滑的四分之一圓弧面軌道,并與弧面下端相切,一物體自圓弧面軌道,并與弧面軌道的最高點由靜止滑下,圓弧軌道的半徑R=0.45m,物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,不計物體滑過曲面與傳送帶交接處時的能量損失,傳送帶足夠長,g=10m/s2.求:

    (1)物體滑上傳送帶向左運動的最遠距離;
    (2)物體第一次從滑上傳送帶到離開傳送帶所經(jīng)歷的時間;
    (3)經(jīng)過足夠長的時間之后物體能否停下來?若能,請說明物體停下的位置.若不能,請簡述物體的運動情況.
    物理人氣:668 ℃時間:2019-10-14 02:19:57
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)沿圓弧軌道下滑過程中,根據(jù)動能定理得:
    mgR=
    1
    2
    mv12
    解得:v1=3m/s
    物體在傳送帶上運動的加速度
    a=μg=2m/s2
    所以向左滑動的最大距離
    s=
    v12
    2a
    =2.25m
    (2)物體在傳送帶上向左運動的時間 t1=
    v1
    a
    =1.5s
    物體向右運動速度達到v時,已向右移動的距離 s1=
    v2
    2a
    =1m
    所用時間t2=
    v
    a
    =1s
    勻速運動的時間 t3=
    s?s1
    v
    =0.625s
    t=t1=t2=t3=3.125s
    (3)根據(jù)第二問可知,物體每次到達傳送帶右端時的速度為2m/s,然后滑上曲面,后滑下曲面達到斜面底端的速度還是2m/s,然后向左做勻減速運動知道速度等于零,后又向右做勻加速運動,到達傳送帶右端時的速度為2m/s,所以物體不會停下來,在傳送帶和圓弧軌道上作周期性的往復運動.
    答:(1)物體滑上傳送帶向左運動的最遠距離為2.25m;
    (2)物體第一次從滑上傳送帶到離開傳送帶所經(jīng)歷的時間為3.125s;
    (3)不能;物塊在傳送帶和圓弧軌道上作周期性的往復運動.
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