Question

利用皮帶運(yùn)輸機(jī)將物體由地面運(yùn)送到高出水平地面的C平臺(tái)上，C平臺(tái)離地面的豎直高度為5m，已知皮帶和物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75，運(yùn)輸機(jī)的皮帶以2m/s的速度勻速順時(shí)針運(yùn)動(dòng)且皮帶和輪子之間不打滑．(g＝10m/s²， tan37°＝0.75)

(1)如圖所示，若兩個(gè)皮帶輪相同，半徑都是25cm，則此時(shí)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是多大？

(2)假設(shè)皮帶在運(yùn)送物體的過(guò)程中始終是張緊的．為了將地面上的物體運(yùn)送到平臺(tái)上，皮帶的傾角θ最大不能超過(guò)多少？

(3)皮帶運(yùn)輸機(jī)架設(shè)好之后，皮帶與水平面的夾角為θ＝30°.現(xiàn)將質(zhì)量為1kg的小物體輕輕地放在皮帶的A處，運(yùn)送到C處．試求由于運(yùn)送此物體，運(yùn)輸機(jī)比空載時(shí)多消耗的能量．

 

Answer 1

【答案】

(1)輪子做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)公式：v＝ωr  

可得輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為：ω＝8rad/s                      …………2分

(2)要將物體運(yùn)送到平臺(tái)上，物體所受到的力應(yīng)該滿足：μmgcosθ>mgsinθ…2分

tanθ<μ＝0.75　所以θ<37°               ………………1分

(3)P物體放在皮帶上先做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到皮帶的速度時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，物體勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可得：μmgcosθ－mgsinθ＝ma

解得物體的加速度為：a＝μgcosθ－gsinθ＝1.5m/s²     ……………2分

物體速度達(dá)到2m/s所經(jīng)過(guò)的位移為             …………………1分

物體與皮帶開(kāi)始接觸的點(diǎn)通過(guò)的位移為： ………………1分

物體與皮帶的相對(duì)位移為           ………………1分

因滑動(dòng)摩擦產(chǎn)生的熱量為：Q＝μmgcosθ·Δs＝8.7J       …………2分

因此運(yùn)送此物體運(yùn)輸機(jī)比空載時(shí)多消耗的電能為：

                  …………………2分

【解析】略