人教版(新课程标准)高中物理必修1第四章牛顿运动定律2实验:探究加速度与力、质量的关系&3牛顿第二定律同步练习
一、单选题
1.在研究加速度a和力F、质量m的关系时,应用的是(? )
A.?控制变量法???????????????????????B.?等效替代法???????????????????????C.?理论推导法???????????????????????D.?理想实验法
2.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,下列做法中正确的是(? )
A.?实验时,先接通打点计时器电源,再放开小车
B.?平衡摩擦力时,应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上
C.?改变小车的质量再次进行实验时,需要重新平衡摩擦力
D.?砝码及砝码盘所受重力就是小车做加速运动的拉力
3.在验证牛顿第二定律实验中,某组同学用如图甲所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到的力的关系.请回答第(1)(2)问
(1)下列措施中不需要和不正确的是( )
①首先要平衡摩擦力,使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力
②平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动
③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力
④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
⑤实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源.
A.①③⑤ B.②③⑤ C.③④⑤ D.②④⑤
(2)某组同学实验得出数据,画出a﹣F图象如图乙所示,那么该组同学实验中出现的问题可能是( )
A.实验中摩擦力没有平衡 B.实验中摩擦力平衡过度
C.实验中绳子拉力方向没有跟平板平行 D.实验中小车质量发生变化
4.在利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中,下列说法中正确的是(????)
A.?平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B.?每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.?实验时,先放开小车,后接通电源
D.?“重物的质量远小于小车的质量”这一条如不满足对探究过程也不会产生影响
5.如图所示,在水平面上行驶的车厢中,车厢底部放有一个质量 m1 的木块,车厢顶部悬挂一质量为 m2 的球,悬绳与竖直方向成 θ 角,它们相对车厢处于静止状态,由此可以判定(? )
A.?车厢一定正在向左匀加速行驶 B.?车厢一定正在向右匀加速行驶
C.?木块对车厢底部的摩擦力大小为 m1gtanθ D.?木块对车厢底部的摩擦力为零
6.一个质量m=2 kg的物体放置在光滑水平桌面上,受到三个沿水平方向共点力F1、F2、F3的作用,且这三个力的大小和方向构成如图所示的三角形,已知F2=0.5 N,则下列说法正确的是(? )
A.?这个物体共受到四个力的作用?????????????????????????????B.?这个物体的合力大小为0
C.?这个物体的加速度大小为1 m/s2?????????????????????????D.?这个物体的加速度与F2方向相同
7.质量为M的人站在地面上,用绳通过定滑轮将质量为m的重物从高处放下,如右图所示,若重物以加速度a向下降落(aA.?(m+M)g-ma?????????????????B.?M(g-a)-ma??????????????????C.?(M-m)g+ma??????????????????D.?Mg-ma
8.如图所示是某同学站在力板传感器上做下蹲-起立的动作时记录的压力F随时间t变化的图线。由图线可知该同学(????? )
A.?做了两次下蹲-起立的动作???????????????????????????????B.?做了一次下蹲-起立的动作,且下蹲后约2 s起立
C.?下蹲过程中人处于失重状态???????????????????????????????D.?下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态
9.放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t 的关系如图所示。取重力加速度g=10m/s2。由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为?? (?? )
A.?m=0.5kg,μ=0.4??????B.?m=1.5kg,μ= 215??????C.?m=0.5kg,μ=0.2??????D.?m=1kg,μ=0.2
10.质量60kg的人通过光滑的定滑轮拉动质量20kg的物体,如图所示,当物体以 5m/s2 的加速度加速上升时,人对地面的压力等于 (g=10m/s2)( ?? )
A.?200N??????????????????????????????????B.?300N??????????????????????????????????C.?500N??????????????????????????????????D.?600N
11.在电梯中悬挂一弹簧测力计,当电梯竖直向下匀减速时,弹簧测力计的秤钩上挂一个重2N的物体与电梯相对静止,弹簧测力计示数可能是图中的(?? )
A.??????????????????????????????????????B.??????????????????????????????????????C.??????????????????????????????????????D.?
12.如图所示,质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的弹簧,放在光滑的水平面上,A球紧靠竖直墙壁,今用水平力F将B球向左推压弹簧,平衡后,突然将F撤去,以下说法正确的是 (?? )
A.?在F撤去瞬间,B球的速度为零,加速度为零???B.?在F撤去瞬间, B球的速度为零,加速度大小为 Fm
C.?在弹簧第一次伸长最大时,A才离开墙壁???????? D.?在A离开墙壁后,A,B两球均向右做匀速运动
13.如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图,若已知飞船质量为4.0×103kg,其推进器的平均推力为800N,在飞船与空间站对接后,推进器工作5s内测出飞船和空间站速度变化是0.05m/s,则空间站的质量为(?? )
A.?8.0×104kg???????????????????????B.?7.6×104kg???????????????????????C.?4.0×104kg???????????????????????D.?4.0×103kg
14.如图所示,一物体恰能沿斜面匀速下滑,现再用一竖直向下的恒力F作用于该运动着的物体,则该物体的运动情况是(??? ).
A.?仍匀速运动????????????????????????B.?必加速运动????????????????????????C.?必减速运动????????????????????????D.?可能静止
15.两个质量相同的物体1和2紧靠在一起放在光滑水平桌面上,如图所示。如果它们分别受到水平推力F1和F2 , 且F1>F2 , 则1施于2的作用力的大小为(? )
A.?F1??????????????????????????????B.?F2??????????????????????????????C.?12 (F1+F2)??????????????????????????????D.?12 (F1-F2)
16.在升降机内,一个人站在磅秤上,发现自己的体重减轻了20%,于是他做出了下列判断中正确的是(??? )
A.?升降机可能以0.8g的加速度加速上升??????????????????B.?升降机可能匀速度下降
C.?升降机可能以0.2g的加速度减速上升??????????????????D.?升降机可能以0.8g的加速度减速下降
17.一间新房即将建成时要封顶,考虑到下雨时落至房顶的雨滴能尽快地淌离房顶,要设计好房顶的坡度,设雨滴沿房顶下淌时做无初速度、无摩擦的运动,那么,图中所示的四种情况中符合要求的是(??? )
A.?????????????????????B.?????????????????????C.?????????????????????D.?
18.停在水平地面上的小车内,用绳子AB、BC拴住一个重球,绳BC呈水平状态,绳AB的拉力为T1 , 绳BC的拉力为T2 . 若小车由静止开始加速向左运动,但重球相对小车的位置不发生变化,则两绳的拉力的变化情况是(?? )
A.?T1变大,T2变小?????????????B.?T1变大,T2变大?????????????C.?T1不变,T2变小?????????????D.?T1变大,T2不变
19.如图所示,水平地面上两物块A、B质量均为m=1 kg,A与地面间的动摩擦因数μ=0.1,B与地面间的接触面光滑,A、B用轻绳相连。在F=5N的水平拉力作用下,A、B一起向右匀加速。某时刻撤去拉力F(重力加速度g取10 m/s2)(? )
A.?撤去拉力F前,轻绳的拉力为4N??????????????????????????B.?撤去拉力F前,轻绳的拉力为2.5N
C.?撤去拉力F后瞬间,轻绳的拉力为0N???????????????????D.?撤去拉力F后瞬间,轻绳的拉力为0.5N
20.如图所示为粮袋的传送装置,已知AB间长度为L,传送带与水平方向的夹角为θ,工作时其运行速度为v,粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ,正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上,关于粮袋从A到B的运动,以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (?? )
A.?粮袋到达B点的速度与v比较,可能大,也可能相等或小
B.?粮袋开始运动的加速度为g(sin θ-μcos θ),若L足够大,则以后将一定以速度v做匀速运动
C.?若μ≥tan θ,则粮袋从A到B一定是一直做加速运动
D.?不论μ大小如何,粮袋从A到B一直做匀加速运动,且a>gsinθ
二、综合题
21.垃圾分类势在必行,在处理过程中,需要把分拣出来的某种可回收垃圾装入货箱集中处理。一个垃圾处理站用如图所示的水平传送带AB和斜面BC将装入货箱的某种可回收垃圾运送到斜面的顶端。传送带AB的长度L=11 m,上表面保持匀速向右运行,运行的速度v=12 m/s。传送带B端靠近倾角q=37°的斜面底端,斜面底端与传送带的B端之间有一段长度可以不计的小圆弧。在A、C处各有一个机器人,A处机器人每隔Dt=1.0s将一个质量m=10 kg的货箱(可视为质点)轻放在传送带A端,货箱经传送带和斜面后到达斜面顶端的C点时速度恰好为零,C点处机器人立刻将货箱搬走。已知斜面BC的长度s=5.0 m,传送带与货箱之间的动摩擦因数μ0=0.55,货箱由传送带的右端到斜面底端的过程中速度大小损失原来的 111 ,g=10 m/s2(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)斜面与货箱之间的动摩擦因数μ;
(2)从第一个货箱放上传送带A端开始计时,在t0=3.0s的时间内,所有货箱与传送带的摩擦产生的热量Q。
22.如图所示,倾角 θ = 37° 的光滑斜面固定于水平地面上,其右端B与传送带平衡相接,传送带与水平面的夹角也为 37° ,其长l=4.45m。一根轻质弹簧左端固定在斜面上,质量m=1kg的滑块与弹簧右端接触但不拴接,滑块在外力的作用下压缩弹簧且静止于A处,传送带始终以v=4m/s的速率顺时针运动,现撤去外力,滑块恰能到达传送带右端C处。已知弹簧在弹性限度内,滑块到达B点前已与弹簧完全脱离,滑块与传送带间的动摩擦因数 μ=0.5 ,sin 37° =0.6,cos 37° =0.8,g=10m/s2。求:
(1)滑块到达B点时的速度大小 vB 。
(2)滑块与传送带间因摩擦产生的热量Q。
23.如图所示:把质量为5kg铁块放在倾角为 θ=37° 度的静止斜面上,铁块与斜面间的动摩擦因数 μ=0.625 ,放手后开始计时,铁块能自动沿斜面由静止下滑。则(重力加速度为 g=10ms2 、 sin37°=0.6 、 cos37°=0.8 )
(1)铁块在斜面上下滑时受到合力的大小;
(2)放手后开始计时,铁块在斜面上下滑3s的时间内铁块的位移大小。
24.工厂的流水线上安装有传送带,用传送带传送工件,可大大提高工作效率。如图所示为一工厂车间传送带的示意图,A、B点间的距离为3.5m,传送带在电动机的带动下,以2m/s顺时针匀速运转。工人将质量为0.5g的工件(可视为质点)轻放于传送带的A点,已知工件与传送带间的动摩擦因数为0.4,则在传送带将工件从A点传送到B点过程中,g=10m/s2 , 求:
(1)工件从A点传送到B点的时间;
(2)如果要想使工件以最短时间从A点传送到B点,则传送带的运转速度该如何调整?
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 A
【解析】由于涉及多个变量,探究加速度与力的关系时,控制质量不变而改变力的大小;
探究加速度与质量的关系时,控制力不变而改变质量,实验应用了控制变量法,故A符合题意。
故答案为:A。
2.【答案】 A
【解析】实验时,应先接通电源,再放开小车。由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于采集和处理数据,同时要求开始小车要靠近打点计时器,故A符合题意;平衡摩擦力时,不要悬挂砝码盘,但小车应连着纸带且接通电源。用手轻轻推动小车,使小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动,故B不符合题意;每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力,故C不符合题意;当砝码及砝码盘的总质量远小于小车的质量时,我们才可以认为小车的合力大小等于砝码及砝码盘的重力大小,故D不符合题意。
故答案为:A。
3.【答案】 (1)B
(2)B
【解析】解:(1)①实验时首先要平衡摩擦力,使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力,故①正确;
②平衡摩擦力的方法就是,小车与纸带相连,小车前面不挂小桶,把小车放在斜面上给小车一个初速度,看小车能否做匀速直线运动,故②错误;
③每次改变拉小车的拉力后都不需要重新平衡摩擦力,故③错误;???
④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力是正确的,故④正确;
⑤实验中应先接通电源,后放开小车,故⑤错误;(2)由图乙所示a﹣F图象可知,图象在纵轴上有截距,说明力为零时小车已经产生加速度,施加拉力前小车受到的合力不为零,这是由过度平衡摩擦力造成的.故B正确,ACD错误;
本题选不需要的和不正确的,故答案为:(1)B(2)B
4.【答案】 B
【解析】在该实验中,平衡摩擦是靠抬高斜面,并且不能在外界作用力下平衡摩擦力的,所以A说法错误。在平衡摩擦过程中,重力的分力、已知滑动摩擦力是成比例变化的,因此跟质量多少无关,并不比每次都要平衡摩擦力,所以B理解正确。实验正确顺序是先开电源,在释放小车,所以C错误。小车在下滑过程中, 但如果时,, 操作过程中都是用重物重力充当外力,因此为了保证实验精度,必须要满足, D理解不对,答案为B。
5.【答案】 C
【解析】AB.根据小球 m2 的细线向右偏,故小球受到的合力方向向左,即小球有向左的加速度,故车厢也有向左的加速度,所以车厢可能是向右减速运动,或向左加速运动,A、B不符合题意;
CD.对小球,由牛顿第二定律可得 m2gtanθ=m2a
故整体的加速度为 a=gtanθ ,因此木块水平方向受到向左的静摩擦力,由牛顿第二定律可得 f=m1a=m1gtanθ
C符合题意,木块受到向左的静摩擦力,故木块给车厢底部向右的静摩擦力,D不符合题意;
故答案为:C。
6.【答案】 C
【解析】物体共受到五个力的作用:重力,支持力, F1、F2、F3 ,A不符合题意;竖直方向上的重力和支持力平衡,合力为零;根据几何知识可知 F3=1N ,故水平方向上的三力的合力 2F3=2N ,所以物体受到的合力为2N,方向沿 F3 方向,B不符合题意;根据牛顿第二定律可知 a=Fm=1m/s2 ,方向沿 F3 方向,C符合题意D不符合题意.
故答案为:C
7.【答案】 C
【解析】研究重物:受到绳子的拉力和重力,根据牛顿第二运动定律可得 mg?T=ma ,所以 T=mg?ma ,研究人:受到绳子的拉力,重力,地面的支持力,处于静止状态,所以 T+N=Mg ,所以 N=Mg?T=Mg?mg+ma ,
故答案为:C
8.【答案】 B
【解析】AB. 人下蹲动作分别有失重和超重两个过程,先是加速下降失重,到达一个最大速度后再减速下降超重对应先失重再超重,起立对应先超重再失重,对应图象可知,该同学做了一次下蹲-起立的动作,由图象看出两次超重的时间间隔就是人蹲在地上持续的时间,约2s,故A不符合题意B符合题意。
CD. 下蹲过程先失重后超重,故CD不符合题意;
故答案为:B
9.【答案】 A
【解析】在4—6s内做匀速直线运动,可知 f=2N
在2—4s做匀加速直线运动:
根据牛顿第二定律有: F?f=ma
将 F=3N , a=2m/s2 带入,解得: m=0.5kg
因为 f=μmg
解得: μ=0.4
故答案为:A
10.【答案】 B
【解析】以物体为研究对象,由牛顿第二定律得: F?mg=ma ,解得: F=m(g+a)=20×(10+5)=300N ;以人为研究对象,由平衡条件得: Mg=F+F支 ,解得: F支=Mg?F=60×10?300=300N ,由牛顿第三定律可得,人对地面的压力: F压=F支=300N ,方向竖直向下,B符合题意,A、C、D不符合题意;
故答案为:B。
11.【答案】 A
【解析】当电梯匀减速下降时,加速度向上,物体处于超重状态,弹簧测力计对物体的拉力大于物体的重力,示数大于2N。
故答案为:A
12.【答案】 B
【解析】AB.撤去F前,弹簧的弹力大小等于F,将F撤去瞬间,弹簧的弹力没有变化,则知A球的受力情况没有变化,其合力仍为零,加速度为零,B球的合力大小等于F,方向方向向右,则其加速度大小为 a=Fm
此时B球没有动,所以B球的速度为零,A不符合题意,B符合题意;
C.在弹簧第一次恢复原长后,弹簧对A有向右的拉力,A才离开墙壁。C不符合题意。
D.在A离开墙壁后,弹簧伸长,则A向右做加速运动,B向右做减速运动。D不符合题意。
故答案为:B.
13.【答案】 B
【解析】加速度: a=ΔvΔt=0.055m/s2=0.01m/s2 ,
由牛顿第二定律 F=(M+m)a 可知,空间站的质量为: M=Fa?m=8000.01kg?4.0×103kg=7.6×104kg 。
故答案为:B
14.【答案】 A
【解析】未加F时,物块匀速下滑,受力平衡,分析物体的受力情况如图,由平衡条件得: mgsinθ=μmgcosθ ,可得 μ=tanθ
对物块施加一个竖直向下的恒力F时,物块受到的滑动摩擦力大小为 f=μ(F+mg)cosθ ,
重力和F沿斜面向下的分力大小为 (F+mg)sinθ ,
可知: (F+mg)sinθ=μ(F+mg)cosθ ,则物块受力仍平衡,所以仍处于匀速下滑状态.
故答案为:A
15.【答案】 C
【解析】设两物体的质量均为m , 1施于2的作用力大小为F。根据牛顿第二定律得:对整体: a=F1?F22m
对物体2:F-F2=ma
得到:F=ma+F2 =12(F1+F2)
故答案为:C
16.【答案】 C
【解析】人站在磅秤上受重力和支持力,发现了自己的体重减少了20%,处于失重状态,具有向下的加速度,根据牛顿第二定律得出: a=mg?Nm=0.2g ,方向向下
那么此时的运动可能是以0.2g的加速度减速上升,也可能是以0.2g的加速度加速下降。
故答案为:C
17.【答案】 C
【解析】设屋檐的底角为θ,底边为L,注意底边长度是不变的,雨滴下滑时有: L2cosθ=12gsinθt2 ,所以: t=Lsinθcosθ=2Lsin2θ ,因此当θ=450时,时间最短,ABD不符合题意,C符合题意.
故答案为:C
18.【答案】 C
【解析】以小球为研究对象,分析受力:重力mg、绳AB的拉力 T1 和绳BC的拉力 T2 ,如图:
设小车的加速度为a,绳AB与水平方向的夹角为θ,根据牛顿第二定律平衡条件可以得到:
竖直方向: T1sinθ=mg ①
水平方向: T1cosθ?T2=ma ②
由①得: T1=mgsinθ ,
由②得: T2=mgtanθ?ma
可见,绳AB的拉力 T1 与加速度a无关,则 T1 保持不变.
绳BC的拉力 T2 随着加速度的增大而减小,则 T2 变小,C符合题意,ABD不符合题意.
故答案为:C
19.【答案】 C
【解析】AB. 撤去拉力F前,对AB的整体: F?μmg=2ma ;
对物体B: T=ma
解得:T=2N
AB不符合题意;
CD.撤去拉力F后瞬间,则滑块B做匀速运动,滑块A做减速运动,则轻绳的拉力为0N,C符合题意,D不符合题意;
故答案为:C.
20.【答案】 A
【解析】A.粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动,到达B点时的速度小于等于v;可能先匀加速运动,当速度与传送带相同后,做匀速运动,到达B点时速度与v相同;也可能先做加速度较大的匀加速运动,当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动,到达B点时的速度大于v,A符合题意.
B.粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力,大小为μmgcosθ,根据牛顿第二定律得到,加速度a=g(sinθ+μcosθ),若μ<tanθ,则重力的下滑分力大于滑动摩擦力,A的方向一直向下,粮袋从A到B一直是做加速运动,可能是一直以g(sinθ+μcosθ)的加速度匀加速,也可能先以g(sinθ+μcosθ)的加速度匀加速,后以g(sinθ-μcosθ)匀加速;B不符合题意.
C.若μ≥tanθ,粮袋从A到B可能是一直做加速运动,有可能在二者的速度相等后,粮袋做匀速直线运动;C不符合题意.
D.由上分析可知,粮袋从A到B不一定一直匀加速运动,D不符合题意.
故答案为:A
二、综合题
21.【答案】 (1)解:假设货箱在传送带上一直加速运动,根据牛顿第二定律 μ0mg=ma
从A到B所用时间,根据 L=12at2
解得 t=2s
到达B点的速度 vB=at=11m/s
由于 vB假设成立,货箱在传送带上一直加速运动,转过B到达斜面底端时,由题意可知 v0=vB(1?111)
在斜面减速上升的过程中,根据动能定理 ?μmgscosθ?mgssinθ=0?12mv02
解得 μ=0.5
(2)解:3s时间内,第一个货箱已越过B点,第二个货箱恰好到达B点,第三个货箱在传送带上运动时间为1s,因此 ΔL1=ΔL2=vt?L=13m
ΔL3=vt3?12at32=9.25m
所有货箱与传送带的摩擦产生的热量 Q=μmg(ΔL1+ΔL2+ΔL3)=1938.75J
【解析】(1)对物体进行受力分析,利用牛顿第二定律求解物体的加速度,利用运动学公式求解位移,结合动能定理求解动摩擦力因数即可;
(2)利用运动学公式求解物体与传送带的相对位移,摩擦力产生的热量用摩擦力的大小乘以两物体相对运动的距离即可。
22.【答案】 (1)解;由题意可知,滑块从B点运动到C点的过程分两阶段做匀减速运动,到达C点时的速度恰好为0,则有 vB2?v2=2a1x1
由牛顿第二定律可知加速度大小为 a1=mgsinθ+μmgcosθm=gsinθ+μgcosθ
v2=2a2x2
a2=mgsinθ?μmgcosθm=gsinθ?μgcosθ
x1+x2=l
解得 vB=5m/s , x1=0.45 m, x2=4m
(2)解;上述两个加速度不同的减速运动过程所用的时间分别为 t1=vB?va1=0.1 s
t2=va2=2 s
两过程中滑块与传送带的相对位移大小分别为 s1=x1?vt1=0.05 m
s2=vt2?x2=4 m
根据功能关系 Q=μmgcosθ(s1+s2)
解得Q=16.2J
【解析】(1)对物体进行受力分析,在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解,在沿斜面方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度,结合运动学公式求解即可;
(2)利用运动学公式求解物体与传送带的相对位移,摩擦力产生的热量用摩擦力的大小乘以两物体相对运动的距离即可。
23.【答案】 (1)解:设:铁块受到的重力为 G=mg=50N 。
铁块在垂直斜面方向上受力平衡,有: FN=mgcosθ
铁块在平行斜面方向上受到合力 F ,则有: F=mgsinθ?μmgcosθ
因为铁块与斜面间为滑动摩擦力,有: Fμ=μFN
由以上三式得: F=5N
(2)解:设:铁块在斜面上的加速度为 a ,由牛顿第二定律有 F=ma
解得: a=1m/s2
铁块在3s内的位移为: x=12at2=4.5m
【解析】(1)对物体进行受力分析,在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解,应用平衡方程求解合力大小;
(2)在沿斜面方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度,结合运动学公式求解位移。
24.【答案】 (1)解:工件刚开始做匀加速运动,由牛顿第二定律得 μmg=ma
解得 a=4m/s2
工件加速到与传送带速度相等的时间 t1=va=0.5s
工件加速的位移 x1=12at12=0.5m
工件做匀速的位移 x2=l?x1=3m
工件匀速运动的时间 t2=x2v=1.5s
工件从A点传送到B点的时间 t=t1+t2=2s
(2)解:想使工件以最短时间从A点传送到B点,则应工件一直加速运动,设传送带的速度 v传 ,根据 v传2=2al
解得 v传=27m/s
即传送带的速度大于等于 27m/s ,即可满足题意。
【解析】(1)对物体进行受力分析,利用牛顿第二定律求解物体的加速度,饥饿和运动学公式求解时间即可;
(2)物体一直做加速运动,所花费的时间最少,结合加速度和运动学公式求解即可。