高中物理專題傳送帶問題

發(fā)布時間：2025-11-28 | 來源：互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)載和整理

如圖3-5-1所示為車站使用的水平傳送帶的模型，傳送帶長l=8m，現(xiàn)有一個質(zhì)量為m=10kg的旅行包以v0=10m/s的初速度水平地滑上水平傳送帶.已知旅行包與皮帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.6.在本題中，g取10m/s2，且可將旅行包視為質(zhì)點.試討論如下問題：

（1）若傳送帶靜止，則旅行包從傳送帶的A端滑到另一端B所需要的時間是多少？

（2）若傳送帶以速度v=4m/s沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，則旅行包從傳送帶的A端滑到B端歷時多少？

（3）若傳送帶以速度v=4m/s沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，則旅行包是否能夠從傳送帶的A端滑到B端？如不能，試說明理由；如能，試計算歷時多少？

解析:（1）取旅行包為研究對象，由牛頓第二定律得

μmg=ma

求得旅行包做勻減速運動的加速度大小為

a=μg=6m/s2

設(shè)旅行包從A端滑行到B端歷時為t，由運動學(xué)公式得l=v0t-1/2at2

代入數(shù)據(jù)求得t=4/3s.

（2）設(shè)旅行包在沿順時針方向轉(zhuǎn)動的傳送帶上做勻減速運動經(jīng)時間t1后速度減為v，然后隨傳送帶的轉(zhuǎn)動而做勻速運動經(jīng)時間t2到達B端，則有

μmg=ma,

2as1=v02-v2

v=v0-at1,

s1+s2=l,

s2=vt2

由上述各式可解得旅行包從A端運動到B端共歷時

t′=t1+t2=1.25s.

（3）當(dāng)傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時，旅行包的受力情況始終不變，且與傳送帶保持靜止時的受力情況相同.由此可判斷：旅行包能從A端滑到B端，且所經(jīng)歷時間與皮帶靜止時相同，即為

t=4/3s.