
(2021·辽宁卷·13)机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李.如图所示,以恒定速率v1=0.6 m/s运行的传送带与水平面间的夹角α=37°,转轴间距L=3.95 m.工作人员沿传送方向以速度v2=1.6 m/s从传送带顶端推下一件小包裹(可视为质点).小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8.取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a;
(2)小包裹通过传送带所需的时间t.
【答案】(1)0.4 m/s2 (2)4.5 s
【解析】(1)小包裹的初速度v2大于传送带的速度v1,所以开始时小包裹受到的传送带的摩擦力沿传送带向上,因为小包裹所受滑动摩擦力大于重力沿传送带方向上的分力,即μmgcos θ>mgsin θ,所以小包裹与传送带共速后做匀速直线运动至传送带底端,根据牛顿第二定律可知μmgcos θ-mgsin θ=ma
解得a=0.4 m/s2
(2)根据(1)可知小包裹开始阶段在传送带上做匀减速直线运动,
用时t1=a=0.4 s=2.5 s
在传送带上滑动的距离为
x1=2t1=2×2.5 m=2.75 m
共速后,匀速运动的时间为t2=v1=0.6 s=2 s
所以小包裹通过传送带所需的时间为t=t1+t2=4.5 s.
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