题目内容
如图所示为粮食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L1=3m;另一台倾斜传送,传送带与地面间的倾角为θ为37°,C、D两端相距L2=4.45m,B、C相距很近.水平传送带以v0=5m/s沿顺时针方向转动.现将质量为m=10kg的一袋大米(可视为质点)无初速度的放在A端,它随传送带到达B点后,速度大小不变的传到倾斜传送带的C端.米袋与两传送带之间的动摩擦因素均为0.5,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)经过多长时间米袋从A点到达B点?
(2)若倾斜传送带CD不转动,则米袋沿传送带CD所能上滑的最大距离是多少?
(1)经过多长时间米袋从A点到达B点?
(2)若倾斜传送带CD不转动,则米袋沿传送带CD所能上滑的最大距离是多少?
分析:(1)米袋放上传送带先做匀加速直线运动,求出米袋达到传送带速度所需的时间和位移,判断米袋在整个过程中的运动,从而根据运动学规律求出米袋沿传送带从A运动到B的时间.
(2)根据牛顿第二定律求出米袋上滑的加速度,根据匀变速直线运动的速度位移公式求出米袋沿传送带在CD上所能上升的最大距离.
(2)根据牛顿第二定律求出米袋上滑的加速度,根据匀变速直线运动的速度位移公式求出米袋沿传送带在CD上所能上升的最大距离.
解答:解:(1)米袋在传送带AB上,与之有相对滑动时μmg=ma1
a1=μg=0.5×10m/s2=5m/s2
达到共同速度所需时间为
v=a1t1
t1=
=
s=1s
在1s内通过的位移为
s1=
×1m=2.5m<3m
故米袋在AB传送带上先匀加速直线运动后做匀速直线运动,匀速运动所需时间为.
t2=
s=0.1s
米袋沿传送带从A运动到B的时间为
t=t1+t2=1.1s
(2)CD部分传送带不运转米袋沿CD上滑过程中,μmgcosθ+mgsinθ=ma2
得a2=10m/s2
0-v2=-2a2s
s=
=
m=1.25m
答:(1)经过1.1s时间米袋从A点到达B点;
(2)米袋沿传送带在CD上所能上升的最大距离为1.25m.
a1=μg=0.5×10m/s2=5m/s2
达到共同速度所需时间为
v=a1t1
t1=
v |
a1 |
5 |
5 |
在1s内通过的位移为
s1=
0+5 |
2 |
故米袋在AB传送带上先匀加速直线运动后做匀速直线运动,匀速运动所需时间为.
t2=
3-2.5 |
5 |
米袋沿传送带从A运动到B的时间为
t=t1+t2=1.1s
(2)CD部分传送带不运转米袋沿CD上滑过程中,μmgcosθ+mgsinθ=ma2
得a2=10m/s2
0-v2=-2a2s
s=
v2 |
2a2 |
52 |
2×10 |
答:(1)经过1.1s时间米袋从A点到达B点;
(2)米袋沿传送带在CD上所能上升的最大距离为1.25m.
点评:本题是个多过程问题,关键要理清各个阶段的运动情况,结合牛顿运动定律和运动学进行求解.
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