水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機場和火車站，用于對旅客的行李進行安全檢查．如圖為一水平傳送帶裝置示意圖，繃緊的傳送帶AB始終保持v=2m/s的恒定速率運行，一質(zhì)量為m=4Kg的行李無初速地放在A處，設(shè)行李與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，AB間的距離l=2.0m，g取10m/s2． 求：
（1）行李剛開始運動時所受的滑動摩擦力大小和加速度大�。�
（2）行李在傳送帶上運動的時間．
（3）如果提高傳送帶的運行速率，行李就能被較快地傳送到B處．求行李從A處傳送到B處的最短時間和傳送帶對應(yīng)的最小運行速率．
分析：（1）根據(jù)滑動摩擦力大小公式求出滑動摩擦力的大小，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度的大�。�
（2）行李在傳送帶上先做勻加速直線運動，達到傳送帶速度后做勻速直線運動，結(jié)合運動學(xué)公式求出運動的總時間．
（3）當(dāng)行李一直做勻加速直線運動時，所用時間最短，根據(jù)位移時間公式求出最短的時間，結(jié)合速度時間公式求出傳送帶對應(yīng)的最小速率．
解答：解：（1）滑動摩擦力為：F=μmg=8N                    
由牛頓第二定律得：F=ma
代入數(shù)值得：a=2m/s2
（2）設(shè)行李做勻加速運動的時間為t1，行李加速運動的末速度為v=2m/s．
則v=at1    
代入數(shù)值得：t1=1s                 
勻速運動的時間為t2
t2=
l-
1
2
at12
v
=
2-
1
2
×2×1
2
=0.5s．
運動的總時間為：t=t1+t2=1.5s                      
（3）行李從A處勻加速運動到B處時，傳送時間最短．則
l=
1
2
atmin2
代入數(shù)值得：tmin=
2
s=1.4s            
傳送帶對應(yīng)的最小運行速率為：vmin=atmin
代入數(shù)值得：vmin=2
2
m/s=2.8m/s   
答：（1）行李剛開始運動時所受的滑動摩擦力大小8N，加速度的大小為2m/s2．
（2）行李在傳送帶上運動的時間為1.5s．
（3）行李從A處傳送到B處的最短時間為1.4s，傳送帶對應(yīng)的最小速率為2.8m/s．
點評：解決本題的關(guān)鍵知道行李在傳送帶上的運動規(guī)律，結(jié)合運動學(xué)公式和牛頓第二定律進行求解．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

傳送帶是一種常用的運輸工具，它被廣泛地應(yīng)用于礦山、碼頭、貨場等生產(chǎn)實際中，在車站、機場等交通場所它也發(fā)揮著巨大的作用．如圖所示為車站使用的水平傳送帶裝置模型，繃緊的傳送帶水平部分AB的長度L=5m，并以V傳=2m/s的速度向右運動．現(xiàn)將一個可視為質(zhì)點的旅行包輕輕地?zé)o初速地放在傳送帶的A端，已知旅行包與皮帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2．求：
（1）旅行包在傳送帶上從A端運動到B端所用的時間；
（2）若要旅行包在傳送帶上從A端運動到B端所用的時間最短，則傳動速度的大小應(yīng)滿足什么條件？（g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源：同步題 題型：計算題

傳送帶是一種常用的運輸工具，被廣泛應(yīng)用于礦山、碼頭、貨場、車站、機場等．如圖所示為火車站使用的傳送帶示意圖．繃緊的傳送帶水平部分長度L＝5 m，并以v0＝2 m/s的速度勻速向右運動．現(xiàn)將一個可視為質(zhì)點的旅行包無初速度地輕放在傳送帶的左端，已知旅行包與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，g取10 m/s2。
(1)求旅行包經(jīng)過多長時間到達傳送帶的右端．
(2)若要旅行包從左端運動到右端所用時間最短，則傳送帶速度的大小應(yīng)滿足什么條件？最短時間是多少？

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