Question

如圖，傳送帶與水平面夾角θ=37°，并以v=l0m/s的速度運(yùn)行，在傳送帶的A端輕輕地放一小物體，若已知傳送帶與物體之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，傳送帶A到B端的距離s=l6m，則小物體從A端運(yùn)動到B端所需的時(shí)間可能是（g=10m/s²）

1. A.
   1.8s
2. B.
   2.0s
3. C.
   2．ls
4. D.
   4.0s

Answer 1

BD
分析：（1）若傳送帶順時(shí)針運(yùn)動，對物體受力分析，根據(jù)物體的受力的情況求得物體的加速度的大小，根據(jù)運(yùn)動學(xué)的規(guī)律可以求得物體運(yùn)動的時(shí)間．
（2）傳送帶沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動時(shí)，物體的受到的摩擦力的方向會發(fā)生變化，根據(jù)摩擦力變化前和變化后的不同的受力，求出加速度的大小，再計(jì)算運(yùn)動的時(shí)間即可．
解答：解：若傳送帶順時(shí)針運(yùn)動，對放在傳送帶上的小物體進(jìn)行受力分析，
小物體沿傳送帶向下滑動時(shí)，無論傳送帶時(shí)靜止還是沿順時(shí)針分析正常轉(zhuǎn)動，小物體的受力情況完全一樣，
都是在垂直傳送帶的方向受力平衡，受到沿傳送帶向上的滑動摩擦力，
如圖甲所示，
根據(jù)牛頓第二定律，小物體沿傳送帶下滑的加速度為：
a₁==g（sinθ-μcosθ）=10×（0.6-0.5×0.8）m/s²=2m/s²，
小物體從A端運(yùn)動到B端做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，設(shè)需要的時(shí)間為t，則
s=a₁t²，
t==4s
（3）當(dāng)傳送帶沿逆時(shí)針方向正常轉(zhuǎn)動時(shí)，開始時(shí)，傳送帶作用于小物體的摩擦力沿傳送帶向下，
小物體下滑的加速度a₂=g（sinθ+μcosθ）=10m/s²
小物體加速到與傳送帶運(yùn)行速度相同是需要的時(shí)間為
t₁==s=1s，
在這段時(shí)間內(nèi)，小物體沿傳送帶下滑的距離為s₁=at²=×10×1=5m
由于 μ＜tanθ，
此后，小物體沿傳送帶繼續(xù)加速下滑時(shí)，它相對于傳送帶的運(yùn)動的方向向下，
因此傳送帶對小物體的摩擦力方向有改為沿傳送帶向上，
如圖乙所示，
其加速度變?yōu)閍₁=g（sinθ-μcosθ）=10×（0.6-0.5×0.8）m/s²=2m/s²
小物體從該位置起運(yùn)動到B端的位移為s-s₁=16m-5m=11m
小物體做初速度為v=10m/s、加速度為a₁的勻加速直線運(yùn)動，
由s-s₁=vt₂-a₁t₂²
代入數(shù)據(jù)，解得t₂=1s（t₂=-11s舍去）
所以，小物體從A端運(yùn)動到B端的時(shí)間為t=t₁+t₂=2s．
故選BD
點(diǎn)評：本題中最容易出錯(cuò)的地方在傳送帶逆時(shí)針運(yùn)動的計(jì)算，物體受到的摩擦力的方向是變化的，從而導(dǎo)致物體的運(yùn)動的加速度不同，物體運(yùn)動的情況也就不同，根據(jù)前后兩種不同的運(yùn)動計(jì)算時(shí)間即可．