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2023年山东成人高考高起本物理必备复习资料十

时间:2023-03-20 09:36:58 作者:储老师

z成考助学

  例10 如图2-28,有一水平传送带以2m/s的速度匀速运动,现将一物体轻轻放在传送带上,若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,则传送带将该物体传送10m的距离所需时间为多少?

  【错解】由于物体轻放在传送带上,所以v0=0,物体在竖直方向合外力为零,在水平方向受到滑动摩擦力(传送带施加),做v0=0的匀加速运动,位移为10m。

  据牛顿第二定律F=ma有f=μmg=ma,a=μg=5m/s2

  【错解原因】上述解法的错误出在对这一物理过程的认识。传送带上轻放的物体的运动有可能分为两个过程。一是在滑动摩擦力作用下作匀加速直线运动;二是达到与传送带相同速度后,无相对运动,也无摩擦力,物体开始作匀速直线运动。关键问题应分析出什么时候达到传送带的速度,才好对问题进行解答。

  【分析解答】以传送带上轻放物体为研究对象,如图2-29在竖直方向受重力和支持力,在水平方向受滑动摩擦力,做v0=0的匀加速运动。

  据牛二定律F=ma

  有水平方向:f=ma ①

  竖直方向:N-mg=0 ②

  f=μN ③

  由式①,②,③解得a=5m/s2

  设经时间tl,物体速度达到传送带的速度,据匀加速直线运动的速度公式

  v0=v0+at ④

  解得t1=0.4s

  物体位移为0.4m时,物体的速度与传送带的速度相同,物体0.4s后无摩擦力,开始做匀速运动

  S2=v2t2 ⑤

  因为S2=S-S1=10—0.4=9.6(m),v2=2m/s

  代入式⑤得t2=4.8s

  则传送10m所需时间为t=0.4+4.8=5.2s。

  【评析】本题是较为复杂的一个问题,涉及了两个物理过程。这类问题应抓住物理情景,带出解决方法,对于不能直接确定的问题可以采用试算的方法,如本题中错解求出一直做匀加速直线运动经过10m用2s,可以拿来计算一下,2s末的速度是多少,计算结果v=5×2=10(m/s),已超过了传送带的速度,这是不可能的。当物体速度增加到2m/s时,摩擦力瞬间就不存在了。这样就可以确定第2个物理过程。

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