图示为一利用传输带输送货物的装置.物块(视为质点)自平台经斜面滑到一以恒定速度V运动的水平长传输带上,再由传输带输送到远处目的地.已知斜面高h=2.0m,水平边长L=4.0m,

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

图示为一利用传输带输送货物的装置.物块(视为质点)自平台经斜面滑到一以恒定速度V运动的水平长传输带上,再由传输带输送到远处目的地.已知斜面高h=2.0m,水平边长L=4.0m,传输带宽d=2.0m,传输带的运动速度V=3.0m/s,物块与斜面间的摩擦系数μ1=0.30,物块自斜面顶端下滑的初速度为零,沿斜面下滑的速度方向与传输带运动方向垂直.设斜面与传输带接触处为非常小的一段圆弧,使得物块通过斜面与传输带交界处时其速度的大小不变.重力加速度g=10m/s2
(1)为使物块滑到传输带上后不会从传输带边缘脱离,物块与传输带之间的摩擦系数μ2至少为多少?
(2)假设传输带由一带有稳速装置的直流电机驱动,与电机连接的电源的电动势E=200V,内阻可忽略;电机的内阻R=10Ω,传输带空载(无输送货物)时工作电流I0=2.0A,求当货物的平均流量(单位时间里输送的货物质量)稳定在η=
640
9
kg/s
时,电机的平均工作电流等于多少?假设除了货物与传输带之间的摩擦损耗和电机的内阻热损耗外,其它部分的能量损耗与传输带上的货物量无关.

◎ 答案

(1)令m表示物块的质量,物块在斜面上滑动的加速度为:
a=
mgsinθ-μ1mgcosθ
m
=g(sinθ-μ1cosθ)

根据匀变速直线运动的速度位移关系,物块在斜面上滑动距离为x=
h
sinθ
,所以有:
v0=

2ax
=

2g(sinθ-μ1cosθ)
h
sinθ
=

2gh(1-μ1costθ)

由题意知,cotθ=
L
h

所以所以物块滑到底端的速度为:
v0=

2×10×2(1-0.3×
4
2
)
m/s=4m/s

以传输带为参照系,物块滑到传输带的初速度大小为:
v0=

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