Question

將一粉筆頭輕放在2m/s的恒定速度運(yùn)動(dòng)的水平傳送帶上后，傳送帶上留下一條長(zhǎng)為4m的劃線；若使該傳送帶做勻減速運(yùn)動(dòng)（加速度為1.5m/s²）并且在傳送帶上做勻減速的同時(shí)，將另一個(gè)粉筆頭放在傳送帶上，該粉筆頭在傳送帶上留下多長(zhǎng)劃痕？（g取10m/s²）

Answer 1

【答案】分析：將粉筆頭輕放在勻速的水平傳送帶上，粉筆頭做勻加速運(yùn)動(dòng)，粉筆頭在傳送帶上留下劃線的長(zhǎng)度等于兩者相對(duì)位移的大��；由位移公式和速度公式結(jié)合可求出粉筆頭的加速度的大�。�若使該傳送帶做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，另一個(gè)粉筆頭放在傳送帶上時(shí)先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后與傳送帶一起做勻減速運(yùn)動(dòng)，粉筆頭加速度與第一個(gè)粉筆頭的加速度相同，由位移公式求出相對(duì)位移的大小即可求得劃痕的長(zhǎng)度．
解答：解：設(shè)粉筆頭與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．
第一個(gè)粉筆頭打滑時(shí)間t，則依據(jù)
傳送帶比粉筆頭位移大L₁得
得 t₁==4s
粉筆頭的加速度a₁==
   a₁==μg
解得 μ=0.05
第二個(gè)粉筆頭先加速到與傳送帶速度相同，設(shè)二者達(dá)到的相同速度為v_共，由運(yùn)動(dòng)等時(shí)性得
   
解得v_共=0.5m/s
此過(guò)程傳送帶比粉筆頭多走-=1m，劃痕長(zhǎng)度為1m．
由于a₂＞μg，故二者不能共同減速，粉筆頭以μg的加速度減速到靜止．傳送帶的加速度大，先停下來(lái)．
粉筆頭減速到零的過(guò)程，粉筆頭比傳送帶多走
可見，粉筆頭相對(duì)于傳送帶先后劃1m，后又向前劃，故第二個(gè)粉筆頭在傳送帶上留下的劃痕長(zhǎng)度仍為1m．
答：第二粉筆頭在傳送帶上留下的劃痕長(zhǎng)度為1m．
點(diǎn)評(píng)：本題是物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的類型，分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是關(guān)鍵，其次要研究物體與傳送帶位移關(guān)系和速度關(guān)系，運(yùn)用牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式處理這類問(wèn)題．