Question

【題目】傳送帶以恒定的速率v＝10 m/s運動，已知它與水平面成α＝37°，如圖所示，PQ＝16 m，將一個小碳包無初速度地放在P點，小碳包與傳送帶間的動摩擦因數為μ＝0.5，問當傳送帶逆時針轉動時：（g取10m/s2）

（1）小碳包運動到Q點的時間為多少？

（2）小碳包在傳送帶上留下的劃痕有多長？

Answer 1

【答案】（1）2s；（2）5m

【解析】

（1）當傳送帶逆時針轉動時，對物體受力重力mg、支持力N和摩擦力f(方向向下)

則由牛頓第二定律有：mgsin α＋μmgcos α＝ma1

代入數據解得a1＝10 m/s2 (方向沿斜面向下)

根據v=at解得

故當經過時間t1＝1 s后，物體的速度與傳送帶相同．此時物體運動了

則在此后的過程中摩擦力f的方向向上；

則由牛頓第二定律有：mgsin α－μmgcos α＝ma2

代入數據解得a2＝2 m/s2 (方向沿斜面向下)

在由運動學公式L＝vt2＋a2t22，其中L=16m-5m=11m

解得t2＝1 s(另一個解舍去)

故綜上所述總用時為t總＝(1＋1) s＝2 s.

（2）在滑塊與傳送帶共速以前滑塊與傳送帶的相對位移：，滑塊向前劃線；

在滑塊與傳送帶共速以后滑塊與傳送帶的相對位移：，滑塊向后劃線；則劃痕長度為5m。