分析 (1)開始時物體的初速度大于傳送帶的速度,物體所受摩擦力沿斜面向下,根據(jù)牛頓第二定律求出物體的加速度,當(dāng)物體達到與傳送帶速度相等后可能勻速運動也可能勻減速運動到B,根據(jù)受力情況進行判斷,然后應(yīng)用牛頓第二定律與運動學(xué)公式求出上升的最大高度;
(2)物體一直受向上的滑動摩擦力從A到B所需的時間最短,由位移時間公式求出時間.
解答 解:(1)重力沿斜面方向的分力:Mgsin37°=10×100×0.6=60N
摩擦力大。篺=μMgcosθ=0.5×10×10×0.8=40N
開始時物體相對傳送帶向上滑動,物體所受摩擦力沿斜面向下,
根據(jù)牛頓第二定律得:Mgsinθ+μMgcosθ=Ma,
解得:a=10m/s2,
達到與傳送帶速度相等需要的時間:t=$\frac{{v}_{0}-v}{a}$=$\frac{6-2}{10}$=0.4s,
這段時間內(nèi)物體的位移為:x=$\frac{{v}_{0}+v}{2}$t=$\frac{6+2}{2}$×0.4=1.6m,
物塊所受沿斜面向上的摩擦力小于重力的分力,
由牛頓第二定律得:Mgsin37°-f=ma′,解得:a′=2m/s2,
物體繼續(xù)向上做勻減速直線運動,當(dāng)速度為零時,
位移:x′=$\frac{{v}^{2}}{2a′}$=$\frac{{2}^{2}}{2×2}$=1m,之后物體沿傳送帶向下加速運動,
物體沿傳送帶上升的最大位移:S=x+x′=1.6+1=2.6m,
物體上升的最大高度:h=Ssinθ=2.6sin37°=1.56m;
(2)物體受到的摩擦力始終沿斜面向上時物體到達B端的時間最短,
摩擦力始終沿斜面向上,物體的加速度:a′=2m/s2,
由勻變速直線運動的位移公式得:L=v0t+-$\frac{1}{2}$a′t2,
即:5=6t-$\frac{1}{2}$×2×t2,
解得:t=1s,t=5s,
當(dāng)時間為$\frac{6}{2}$=3s時物體速度變?yōu)榱,然后向下滑動,t=5s不合題意,舍去;
則物體最短運動時間為1s;
物體到達B時的速度:v=v0+a′t=6-2×1=4m/s,
要使物體受到的摩擦力始終沿斜面向上,物體的速度應(yīng)始終大于傳送帶的速度,
傳送帶速度至少為6m/s;
答:(1)當(dāng)運轉(zhuǎn)的速度v=2.0m/s時,物塊在傳送帶上上升的最大高度為1.56m;
(2)運轉(zhuǎn)的速度至少為6m/s時,物體從A點到達B點時間最短,最短時間是1s.
點評 傳送帶問題一直是學(xué)生頭大的問題,關(guān)鍵是明確物體所受傳送帶摩擦力方向的判斷,摩擦力的方向與物體相對傳送帶運動方向相反,而牛頓第二定律和運動學(xué)公式的應(yīng)用選取的參照物是地面.
科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 地面對木楔的支持力大于(M+m)g | B. | 地面對木楔的支持力小于(M+m)g | ||
C. | 地面對木楔沒有摩擦力 | D. | 地面對木楔有摩擦力 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 波源是M,由波源起振開始計時,P點已經(jīng)振動時間T | |
B. | 波源是N,由波源起振開始計時,P點已經(jīng)振動時間$\frac{3T}{4}$ | |
C. | 波源是N,由波源起振開始計時,P點已經(jīng)振動時間$\frac{T}{4}$ | |
D. | 波源是M,由波源起振開始計時,P點已經(jīng)振動時間$\frac{3T}{4}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 演員的體重為600N | B. | 演員在第1s內(nèi)一直處于超重狀態(tài) | ||
C. | 滑竿所受的最大拉力為900N | D. | 滑竿所受的最小拉力為620N |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物塊A、B都能到達傳送帶頂端 | |
B. | 兩物塊在傳送帶上運動的全過程中,物塊A、B所受摩擦力一直阻礙物塊A、B的運動 | |
C. | 物塊A上沖到與傳送帶速度相同的過程中,物塊相對傳送帶運動的路程為1.25m | |
D. | 物塊B在上沖過程中在傳送帶上留下的劃痕長度為0.45m |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | M受靜摩擦力增大 | B. | 物塊M對車廂壁的壓力不變 | ||
C. | 物塊M仍能相對于車廂壁靜止 | D. | M受靜摩擦力變小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | a比c車速度小 | B. | b、c兩車的距離保持不變 | ||
C. | a、b兩車運動速度相同 | D. | a、c兩車運動方向相反 |
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