Question

【題目】一個(gè)送貨裝置如圖所示，質(zhì)量為m=1kg的貨物(可視為質(zhì)點(diǎn))被無(wú)初速度地放在傾斜傳送帶的最上端A處，被保持v=10m/s勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶向下傳送，到達(dá)傳送帶下端B時(shí)滑上平板車(chē)，隨后在平板車(chē)上向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后與平板車(chē)速度相同，且到達(dá)平板車(chē)的最左端，此時(shí)剛好與水平面上P點(diǎn)的彈性裝置發(fā)生碰撞(彈性裝置形變量很小)，貨物由于慣性被水平拋出，平板車(chē)則被原速?gòu)椈亍Ｒ阎獋魉蛶?/span>AB之間的距離L為16m，傳送帶與水平面的夾角θ=37°，貨物與傳送帶間的摩擦因數(shù)=0.5，貨物與平板車(chē)的摩擦因數(shù)=0.3，平板車(chē)與地面的摩擦因數(shù)=0.1，平板車(chē)的質(zhì)量也為m=1kg，重力加速度g=10m/s2貨物從傳送帶滑上；平板車(chē)時(shí)無(wú)動(dòng)能損失，忽略空阻力。(sin37°=0.6，cos37°=0.8)求:

(1)貨物在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；

(2)平板車(chē)的長(zhǎng)度l；

(3)如果平板車(chē)剛好能接到下一個(gè)貨物，則每隔多長(zhǎng)時(shí)間在傳送帶頂端釋放一個(gè)貨物。

Answer 1

【答案】（1）2s；（2）18 m ；（2）6s

【解析】

（1）貨物放上傳送帶上后先以加速度 a1 向下加速運(yùn)動(dòng)

f1=μ1mgcosθ=0.4mg

貨物經(jīng)過(guò)時(shí)間 t1 達(dá)到傳送帶相同的速度

t1=10m/s÷10m/s2=1s

運(yùn)行的位移

此后，貨物以加速度 a2向下加速運(yùn)動(dòng)

代入數(shù)據(jù)，解得

t2=1s

所以，貨物在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

t3=t1+ t2=2s

（2）設(shè)貨物離開(kāi) B 點(diǎn)，剛滑上小車(chē)時(shí)的速度為 v0 ，則

滑上平板車(chē)后，貨物以初速度 v0=12m/s，加速度

a3=μ2g=-3m/s2

向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

平板車(chē)以

向左做初速度為 0 的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；

設(shè)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間 t4貨物和平板車(chē)正好達(dá)到共同速度 v共

由勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間關(guān)系式可得：

v共 = v0 + a3t4

v共 = a4t4

代入數(shù)據(jù)解得：

t=3s

v共=3m/s

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)平均速度與位移的關(guān)系可得：

時(shí)間 t4 內(nèi)，貨物的位移為：

平板車(chē)的位移為：

平板車(chē)的長(zhǎng)度就是二者的相對(duì)位移：

l = x2 - x3 = 18m

(3)平板車(chē)被彈回后，以初速度 3m/s，加速度

a5=μ3g=1m/s2 =a4

做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)題意，平板車(chē)再經(jīng)過(guò)時(shí)間 t4，速度減為 0，且恰好到達(dá)傳送帶 B 端，所以釋放貨物的時(shí)間間隔

t=2t4=6s