所以,方向向左;

问题9:必须会分析传送带有关的问题。

例13、如图18所示,某工厂用水平传送带传送零件,设两轮子圆心的距离为S,传送带与零件间的动摩擦因数为μ,传送带的速度恒为V,在P点轻放一质量为m的零件,并使被传送到右边的Q处。设零件运动的后一段与传送带之间无滑动,则传送所需时间为   

     ,摩擦力对零件做功为     .

分析与解:刚放在传送带上的零件,起初有个靠滑动摩擦力加速的过程,当速度增加到与传送带速度相同时,物体与传送带间无相对运动,摩擦力大小由f=μmg突变为零,此后以速度V走完余下距离。

由于f=μmg=ma,所以a=μg.

加速时间 

加速位移 

通过余下距离所用时间 

共用时间 

摩擦力对零件做功 

例14、如图19所示,传送带与地面的倾角θ=37o,从A到B的长度为16m,传送带以V0=10m/s的速度逆时针转动。在传送带上端无初速的放一个质量为0.5㎏的物体,它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,求物体从A运动到B所需的时间是多少?(sin37o=0.6,cos37o=0.8) 

分析与解:物体放在传送带上后,开始阶段,传送带的速度大于物体的速度,传送带给物体一沿斜面向下的滑动摩擦力,物体由静止开始加速下滑,受力分析如图20(a)所示;当物体加速至与传送带速度相等时,由于μ<tanθ,物体在重力作用下将继续加速,此后物体的速度大于传送带的速度,传送带给物体沿传送带向上的滑动摩擦力,但合力沿传送带向下,物体继续加速下滑,受力分析如图20(b)所示。综上可知,滑动摩擦力的方向在获得共同速度的瞬间发生了“突变” 。 

开始阶段由牛顿第二定律得:mgsinθ+μmgcosθ=ma1;

所以:a1=gsinθ+µgcosθ=10m/s2;

物体加速至与传送带速度相等时需要的时间t1=v/a1=1s;发生的位移:

s=a1t12/2=5m<16m;物体加速到10m/s 时仍未到达B点。

第二阶段,有:mgsinθ-µmgcosθ=ma2 ;所以:a2=2m/s 2;设第二阶段物体滑动到B 的时间为t2 则:LAB-S=vt2+a2t22/2 ;解得:t2=1s ,  t2/=-11s (舍去)。故物体经历的总时间t=t1+t 2 =2s .

从上述例题可以总结出,皮带传送物体所受摩擦力可能发生突变,不论是其大小的突变,还是其方向的突变,都发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻。

问题10:必须会分析求解联系的问题。

例15、风洞实验室中可产生水平方向的,大小可调节的风力。现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室。小球孔径略大于细杆直径。如图21所示。

  (1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上作匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍。求小球与杆间的动摩擦因数。

  (2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为370并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时间为多少?(sin370 = 0.6,cos370 = 0.8)

分析与解:依题意,设小球质量为m,小球受到的风力为F,方向与风向相同,水平向左。当杆在水平方向固定时,小球在杆上匀速运动,小球处于平衡状态,受四个力作用:重力G、支持力FN、风力F、摩擦力Ff,如图21所示.由平衡条件得:

FN=mg

F=Ff

Ff=μFN

解上述三式得:μ=0.5.

同理,分析杆与水平方向间夹角为370时小球的受力情况:重力G、支持力FN1、风力F、摩擦力Ff1,如图21所示。根据牛顿第二定律可得:

    

    

     Ff1=μFN1

解上述三式得.

由运动学公式,可得小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时间为:

       .

 0  137647  137655  137661  137665  137671  137673  137677  137683  137685  137691  137697  137701  137703  137707  137713  137715  137721  137725  137727  137731  137733  137737  137739  137741  137742  137743  137745  137746  137747  137749  137751  137755  137757  137761  137763  137767  137773  137775  137781  137785  137787  137791  137797  137803  137805  137811  137815  137817  137823  137827  137833  137841  447348 

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