如图所示,皮带轮带动传送带沿逆时针方向以速度v0=2m/s匀速运动,两皮带轮之间的距离L=3.2m,皮带绷紧与水平方向的夹角θ=37°.将一可视为质点的小物块无初速地从上端放到传送带上,已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,物块在皮带上滑过时能在皮带上留下白色痕迹.求物体从下端离开传送带后,传送带上留下的痕迹的长度.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2)
解析:设物体刚放到皮带上时与皮带的接触点为P,
则物块速度达到v0前的过程中,
由牛顿第二定律有:mgsinθ+μmgcosθ=ma1,
代入数据解得a1=10m/s2
经历时间
P点位移x1=v0t1=0.4m,
物块位移
划出痕迹的长度 ΔL1=x1-x1'=0.2m
物块的速度达到v0之后
由牛顿第二定律有:mgsinθ-μmgcosθ=ma2,
代入数据解得:a2=2m/s2
到脱离皮带这一过程,经历时间t2
解得t2=1s
此过程中皮带的位移 x2=v0t2=2m
ΔL2=x2'―x2=3m―2m=1m
由于ΔL2>ΔL1,所以痕迹长度为ΔL2=1m.
最后答案为什么是1m,在第一段加速不是还有0.2m的划痕么?为什么L2>L1,最后划痕就取L2