如图所示,传送带与地面的夹角为θ=30°,两轴心间距离AB的长L=6m,传送带以v=5m/s的速率顺时针转动,当t=0时在A点无初速度释放一块煤(可视为质点).煤块与传送带间的动摩擦因数

◎ 题目

如图所示,传送带与地面的夹角为θ=30°,两轴心间距离AB的长L=6m,传送带以v=5m/s的速率顺时针转动,当t=0时在A点无初速度释放一块煤(可视为质点).煤块与传送带间的动摩擦因数为μ=

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,g=10m/s2,问:
(1)煤块刚开始运动时的加速度多大;
(2)煤块从开始运动到与传送带共速所用时间;
(3)若传送带运动过程中被卡住突然停止运动,此时煤块开始做减速运动,且恰好能到达B点,求煤块开始减速的时刻.

◎ 答案

(1)设煤块刚滑上传送带时加速度为a1,货物受力如图所示,根据牛顿第二定律,沿传送带方向有:mgsinθ+Ff=ma1
垂直传送带方向:mgcosθ=FN
又Ff=μFN
由以上三式得:a1=g(sinθ-μcosθ)=10×(0.5-

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×

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)=2.5m/s2方向沿传送带向上.
(2)煤块速度从0增加至传送带速度v所用时间设为t1,则有:a1t1=v
所以:t1=
v
a1
=
5
2.5
s=2
s
(3)煤块从开始运动到与传送带共速过程中的位移:s1=
v
2
?t1=
5
2
×2m=5
m
若共速阶段传送带停止运动,则停止后摩擦力反向,有:
μmgcosθ+mgsinθ=ma′
得:a′=gsin30°+μgcos30°=10×0.5+10×

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×
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