一个高一的物理问题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/16 04:53:24
一平直的传送带以速率2米每秒匀速运行,传送带把A处的工件运送到B处,AB相距10米。从A处把工件轻轻放在传送带上,经过时间6秒能传送到B处。如果提高传送带的运行速率,工件能较快地从A出传送到B处。要让工件用最短时间从A到B,说明并计算传送带的运行速率至少应该多大?

假定物体放到传送带上后,以匀加速直线运动向前移动,直到打到传送带的运行速度,然后保持匀速

摩擦系数 μ

a = μmg/m = μg

匀加速直线运动移动距离 s1,
2as1 = v^2,
s1 = v^2/2μg = 4/2μg = 2/μg
经历时间 t1 = v/a = 2/μg
匀速运动距离 s2 = 10 - s1
经历时间 t2 = s2/v = (10 - 2/μg)/2 = 5 - 1/μg
t1 + t2 = 6
5 + 1/μg = 6
μg = 1 [m/s^2]

若要让工件在最短时间内从 A 移动到 B,就要让它一直保持匀加速直线运动,传送带的速度就不能低于工件一直以 μg 加速直到完成 A->B 的 10m 路程
v'^2 >= 2μg10
v' >= 2sqrt(5) 大约 4.47 [m/s]

摩擦系数是可以计算出来的,物体从A到B应该有两个运动过程:
先匀加速直线运动,然后是匀速直线运动,两个运动的总时间知道,总路程知道,可以写出下面的方程组:设匀加速直线运动的时间为t1,匀加速直线运动的加速度为a,匀速直线运动的时间为t2:
at1=v……(1)
v^2/2a+vt2=L……(2)
t1+t2=t……(3)
可求解出加速度大小。
最短时间从A到B就是使它一直做匀加速直线运动,需要提高传送带的速度。使得在加速度a下运动10m,速度才能达到皮带的速度v,即有:
v^2/2a=L……(4),即可求出v。

10/2=5<6说明物体对传送带有相对运动.
过程为物体从速度为零开始加速直到与传送带同速后匀速走完全程.
加速度取决与动摩擦因数,为定值.
要想时间最短,也就是整个过程都为加速过程,没有匀速过程,物体到B点时与传送带同速.
传送带更快也不会再提高物体速度.
所以整个过程就是求10米位移上初速度为0的匀加速运动的末速度.
怎么算不会,公式都忘记了.跟据前面的