如图所示,方形木箱质量为M,其内用两轻绳将一质量m=0.1kg的小球悬挂于P、Q两点,两细绳与水平的车顶面的夹角为60°

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  • 解题思路:(1)木箱由静止放到传送带上,水平方向先做受到滑动摩擦力,做匀加速直线运动,由牛顿第二定律求出加速度,由速度公式求出木箱速度与传送带相同时经历的时间和通过的位移,并判断木箱是否有匀速运动过程.如有,求出时间,再求总时间.(2)由牛顿第二定律求出绳P恰好张力时木箱的加速度a0,根据a0与木箱加速过程的加速度a的大小比较,判断绳P是否有张力,再由牛顿第二定律求解两绳的张力.

    (1)木箱由静止放到传送带上,开始过程,根据牛顿第二定律得

    对木箱:μMg=Maa=7.5m/s2

    木箱加速位移:x1=

    v2

    2ax1=15m

    木箱加速时间:t1=

    v

    a=2s

    x1=15m<l=30m所以还要在传送带上匀速后一段距离

    木箱匀速时运动的时间:l-x1=vt2t2=1s

    所以木箱从A运动到传送带另一端B处经历时间t=t1+t2=3s

    (2)设绳P伸直恰好无拉力时木箱的加速度为a0,则由牛顿第二定律得

    mgtan30°=ma0
    代入解得a0=

    3

    3g

    木箱加速时a=7.5m/s2>a0=

    3

    3g

    所以小球已经°故绳P的张力大小TP=0

    此时:

    T2Q−(mg)2=ma

    代入解得TQ=1.25N

    答:(1)木箱由静止放到传送带上,经过3s时间木箱能够从A运动到传送带的另一端B处;

    (2)木箱放到传送带A点后,在木箱加速的过程中,绳P和绳Q的张力大小分别为0和1.25N.

    点评:

    本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的速度与位移的关系.

    考点点评: 本题是传送带问题,关键存在物体放上传送带后运动情况,往往通过计算才能分析物体有无匀速运动过程.对于第(2)问属于临界问题,要研究临界加速度,分析绳P是否松弛.