[例3] 现在传送带传送货物已被广泛地应用,如图所示为一水平传送带装置示意图。紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v=1 m/s运行,一质量为m=4 kg的物体被无初速度地放在A处,传送带对物体的滑动摩擦力使物体开始做匀加速直线运动,随后物体又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,A、B间的距离L=2 m,g取10 m/s2。求
(1)物体在传送带上运动的时间;
(2)如果提高传送带的运行速率,物体就能被较快地传送到B处,求传送带对应的最小运行速率。
[解析] (1)物体在传送带上加速时:μmg=ma
v=at1
x=at
物体在传送带上匀速时:L-x=vt2
解得:t=t1+t2=2.5 s。
(2)要使物体从A处传送到B处的时间要最短,物体一直加速,则L=at
解得t2=2 s,v1=at2
解得v1=2 m/s。
[答案] (1)2.5 s (2)2 m/s