的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ05,已知传送带从A→B的长度L16m,则物体从A到B需要的时间为多少?【审题】传送带沿逆时针转动,与物体接触处的速度方向斜向下,物体初速度为零,所以物体相对传送带向上滑动(相对地面是斜向下运动的),因此受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用,这样物体在沿斜面方向上所受的合力为重力的下滑分力和向下的滑动摩擦力,因此物体要做匀加速运动。当物体加速到与传送带有相同速度时,摩擦力情况要发生变化,同速的瞬间可以看成二者间相对静止,无滑动摩擦力,但物体此
图2的1最大静摩擦力,此时有μ<ta
θ,则物体将向下加速,所受摩擦力为沿斜面向上的滑动摩擦力;若重力的下滑分力小于或等于物体
时还受到重力的下滑分力作用,因此相对于传送带有向下的运动趋势,若重力的下滑分力大于物体和传送带之间和传送带之间的最大静摩擦力,此时有μ≥ta
θ,则物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动,所受静摩擦力沿斜面向上,大小等于重力的下滑分力。也可能出现的情况是传送带比较短,物体还没有加速到与传送带同速就已经滑到了底端,这样物体全过程都是受沿斜面向上的滑动摩擦力作用。
a
【解析】物体放上传送带以后,开始一段时间,其运动加速度
mgsi
mgcosm
10ms
2
。这样的加速度只能维
t1
持到物体的速度达到10ms为止,其对应的时间和位移分别为:
va
1010
s1s
s1
2
5m
<16m,以后物体受到的摩
2a
fa2
擦力变为沿传送带向上,其加速度大小为(因为mgsi
θ>μmgcosθ)。
mg
is
mgosc
m
2ms
2
。设物体完成剩
余的位移
s2
所用的时间为
t2
s20t2
,则
12
a2t2
2
,11m
10t2t2
2
解得:
t211s或t2211s舍去
所以:
t总1s1s2s
。
【总结】关键是要分析好各阶段物体所受摩擦力的大小和方向,若μ>075,第二阶段物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动;若L<5m,物体将一直加速运动。因此,在解答此类题目的过程中,对这些可能出现两种结果的特殊过程都要进行判断。例2:如图22所示,传送带与地面成夹角θ30°,以10ms的速度逆时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m05的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ06,已知传送带从A→B的长度L16m,则物体从A到B需要的时间为多少?
图22
【审题】该题目的物理过程的前半段与例题1是一样的,但是到了物体和传送带有相同速度时,情况就不同了,经计算r