图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B两端相距3m,另一台倾斜,传送带与地面的倾角θ="37°,"C、D两端相距4.45m,B、C相距很

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 受力分析/2022-10-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B 两端相距3m ,另一台倾斜,传送带与地面的倾角θ=" 37°," C、D 两端相距4.45m , B、C 相距很近。水平部分AB 以5m/s的速率顺时针转动。将质量为10 kg 的一袋大米放在A 端,到达B 端后,速度大小不变地传到倾斜的CD 部分,米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5。试求:
(1)若CD 部分传送带不运转,求米袋沿传送带所能上升的最大距离。
(2)若要米袋能被送到D 端,求CD 部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C 端到D 端所用时间的取值范围。(g=10m/s2 ,sin37°="0.6" , cos37°=0.8)

◎ 答案


(1)1.25m
(2)1.16s≤t≤2.1s

◎ 解析


⑴米袋在AB上加速时的加速度:
a0=μmg/m=μg=5m/s2
米袋的速度达到v0=5m/s/时运动的距离:
s0=v02/2a0=2.5m<3m②
因此米袋在达到B点之前就与传送带具有了相同的速度:
设米袋在CD上运动的加速度大小为a,上升的最大距离为smax,由牛顿第二定律得:
a=(mgsinθ+μmgcosθ)/m=10m/s2
由运动学公式:
smax=v02/(2a)=1.25m④
⑵设CD部分运转速度为v1(v1<5m/s)时米袋恰能到达D点(即米袋到达D点时速度恰好为零),则米袋速度减为v1之前的加速度大小为:
a1=(mgsinθ+μmgcosθ)/m=10m/s2
米袋速度达到至减为零前的加速度大小为:
a2=(mgsinθ-μmgcosθ)/m=2m/s2
由运动学公式:
(v02-v12)/(2a1)+v12/(2a2)=4.45⑦  
解得v1=4m/s,即要把米袋送到D点,CD部分的速度VCD≥v1=4m/s⑧  
米袋恰能运到D点所用时间最长为:
tmax=(v0-v1)/a1+v1/a2=2.1s⑨  
若CD部分传送带的速度很大,使米袋沿CD上滑时所受摩擦力一直沿皮带向上,则所用时间最短,此种情况米袋加速度一直为a2
由SCD=v0tmin-a2tmin2/2⑩ 
解得tmin=1.16s(用带根式的答案也可)⑾ 
所以,所求的时间t的范围为1.16s≤t≤2.1s⑿

◎ 知识点

    专家分析,试题“图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B两端相距3m,另一台倾斜,传送带与地面的倾角θ="37°,"C、D两端相距4.45m,B、C相距很…”主要考查了你对  【受力分析】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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