Question

如图甲所示，水平传送带的长度L=5m，皮带轮的半径R=0.1m，皮带轮以角速度（ω-ω₀）t=2π顺时针匀速转动．现有一小物体（视为质点）以水平速度v₀从A点滑上传送带，越过B点后做平抛运动，其水平位移为s．保持物体的初速度v₀不变，多次改变皮带轮的角速度ω，依次测量水平位移s，得到如图乙所示的s-ω图象．回答下列问题：
（1）当0＜ω＜10rad/s时，物体在A、B之间做什么运动？
（2）B端距地面的高度h为多大？
（3）物块的初速度v₀多大？

Answer 1

（1）物体的水平位移相同，说明物体离开B点的速度相同，物体的速度大于皮带的速度，一直做匀减速运动．
（2）当ω=10rad/s时，物体经过B点的速度为v_B=Rω=1m/s
平抛运动：s=v_Bt
解得：t=1s
则h=

1

2

gt2=5m．
故B端距离地面的高度为5m．
（3）当ω＞30rad/s时，水平位移不变，说明物体在AB之间一直加速，其末速度v′B=

s

t

=3m/s
根据v_t²-v₀²=2as
当0≤ω≤10rad/s时，2μgL=v₀²-v_B²
当ω≥30rad/s时，2μgL=v_B^，2-v₀²
解得：v0=

5

m/s
故物块的初速度为

5

m/s．