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水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查.如图所示为一水平传送带装置示意图,紧绷的传送带AB始终保持v=1m/s的恒定速率运行.旅客把行李无初速度地放在A处,设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,AB间的距离为2m,g取10m/s2.若乘客把行李放到传送带的同时也以v=1m/s的恒定速度平行于传送带运动去B处取行李,则(  )
分析:行李在传送带上先加速运动,然后再和传送带一起匀速运动,由牛顿第二定律和运动学公式求出时间.若行李一直做匀加速运动时,运动时间最短.
解答:解:A、B、C、由牛顿第二定律,得 μmg=ma得 a=1m/s2.设行李做匀加速运动的时间为t,行李加速运动的末速度为v=1m/s.由v=at1 代入数值,得t1=1s,匀加速运动的位移大小为
x=
1
2
a
t
2
1
=0.5m,匀速运动的时间为t2=
L-x
v
=1.5s,行李从A到B的时间为t=t1+t2=2.5s.
而乘客一直做匀速运动,从A到B的时间为t=
L
V
=2s.故乘客提前0.5 s到达B.故A、B、C均错误;
D、若行李一直做匀加速运动时,运动时间最短.由L=
1
2
a
t
2
m
,解得,最短时间tm=2s.故D正确.
故选D.
点评:该题考查是的传送带问题,行李在传送带上先加速运动,然后再和传送带一起匀速运动,若要时间最短,则行李一直做匀加速运动.
练习册系列答案
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(2)若要旅行包在传送带上从A端运动到B端所用的时间最短,则传动速度的大小应满足什么条件?(g=10m/s2

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(1)求旅行包经过多长时间到达传送带的右端.
(2)若要旅行包从左端运动到右端所用时间最短,则传送带速度的大小应满足什么条件?最短时间是多少?

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