如图是利用传送带装运煤块的示意图,传送带足够长,煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,传送带与运煤车的车厢底板间的竖直高度H=1.8m,与车厢底板中心的水平距离x=1.2m,从

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图是利用传送带装运煤块的示意图,传送带足够长,煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,传送带与运煤车的车厢底板间的竖直高度H=1.8m,与车厢底板中心的水平距离x=1.2m,从传送带左端由静止释放的煤块(可视为质点)沿传送带先做匀加速直线运动,后随传送带一起做匀速运动,最后从右端水平抛出并落在车厢底板中心,取g=10m/s2,求:
(1)传送带匀速运动的速度υ的大小;
(2)煤块沿传送带做匀加速运动的时间t;
(3)运送一块10kg的煤块,带动传送带的电动机需要比传送带空载情况多消耗的电能.
魔方格

◎ 答案

(1)煤块作平抛运动的初速度即为传送带匀速运动的速度v.
由平抛运动的公式得x=vt,H=
1
2
gt2

解得v=x?

g
2H
=2m/s

(2)煤块在传送带上匀加速运动时受重力mg、支持力FN、滑动磨擦力f作用.
由牛顿第二定律得:mg=FN,f=μFN=ma
解得:a=μg=4m/s2
煤块沿传送带做初速度为零的匀加速直线运动的时间:t=
v
a
=0.5s

(3)煤块与传送带的位移:x1=
v
2
?t=0.5m

相等时间内传送带的位移:x2=vt=1m
则相对运动的位移:△x=x2-x1=0.5m
摩擦产生的热量Q=μmg△x=0.4×100×0.5J=20J.
煤块获得动能:EK=
1
2
mv2=
1
2
×10×4J=20J

则带动传送带的电动机需要比传送带空载情况多消耗的电能E=Q+EK=40J
答:(1)传送带匀速运动的速度υ的大小为2m/s.
(2)煤块沿传送带做匀加速运动的时间t为0.5s.
(3)运送一块10kg的煤块,带动传送带的电动机需要比传送带空载情况多消耗的电能40J.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图是利用传送带装运煤块的示意图,传送带足够长,煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,传送带与运煤车的车厢底板间的竖直高度H=1.8m,与车厢底板中心的水平距离x=1.2m,从…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的速度与时间的关系】,【平抛运动】,【牛顿第二定律】  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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