Question

某傳動裝置的水平傳送帶以恒定速度v₀＝5m/s運(yùn)行。將一塊底面水平的粉筆輕輕地放到傳送帶上，發(fā)現(xiàn)粉筆塊在傳送帶上留下一條長度l＝5m的白色劃線。稍后，因傳動裝置受到阻礙，傳送帶做勻減速運(yùn)動，其加速度a₀＝5m/s²，問傳動裝置受阻后：

    （1）粉筆塊是否能在傳送帶上繼續(xù)滑動？若能，它沿皮帶繼續(xù)滑動的距離l′＝?

     （2）若要粉筆塊不能繼續(xù)在傳送上滑動，則皮帶做減速運(yùn)動時，其加速度a₀應(yīng)限制在什么范圍內(nèi)？

Answer 1

．【解析】（1）先求粉筆與皮帶間的動摩擦因數(shù)μ。皮帶初始以v₀＝5m/s勻速行駛，粉筆對地以a＝μg的加速度勻加速，劃痕l＝5m為相對位移。則

l＝v₀t－

t＝

解得：a＝＝2.5m/s²，μ＝0.25

第二階段，因皮帶受阻，做a₀＝5m/s²的勻減速。a₀＞a，粉筆能在傳送帶上繼續(xù)滑動，且皮帶比粉筆先停下，粉筆還能在皮帶上作相對滑動。粉筆相對皮帶滑行距離為

l′＝s_粉筆－s_皮帶＝＝2.5m。

（2）因?yàn)槠�帶對粉筆的最大靜摩擦力為μmg，所以粉筆對地的最大加速度為μg，為防止粉筆在皮帶上作用對滑動，皮帶加速度a₀應(yīng)限制在μg范圍內(nèi)，即a≤2.5m/s²。