题目内容
8.(1)木箱与传送带间的动摩擦因数μ;
(2)传送带上最多有几个木箱同时在向上输送;
(3)皮带传输机由电动机带动,从机械手放上第一个木箱开始计时的10分钟内,因为木箱的放入,电动机需要多做的功.
分析 (1)由乙图得出木箱运动的加速度和皮带运动的速度,根据牛顿第二定律求解动摩擦因数μ;
(2)根据运动学基本公式求出木箱加速的位移,木箱相对皮带静止后,相邻两个木箱之间的距离都相等,结合传送带的长度列式求解即可;
(3)先求出一个木箱在传送带上运动时产生的热量和增加的动能和重力势能,再求出从开始的10分钟内共传送木箱的个数,求和即可电动机需要多做的功.
解答 解:(1)由乙图可知,木箱运动的加速度为:a=$\frac{1}{1}$=1m/s2,
皮带匀速运动的速度为:v=1m/s,
根据牛顿第二定律得:μmgcosθ-mgsinθ=ma
解得:$μ=\frac{2\sqrt{3}}{5}$
(2)木箱加速运动的位移为:${x}_{1}=\frac{1}{2}a{{t}_{1}}^{2}=0.5m$,
木箱相对皮带静止后,相邻两个木箱之间的距离都相等,有:△L=vt=1m
传送带的长度为:L=$\frac{h}{sin30°}=2h=10.5m$,
L=10△L+x1,
所以传送带上最多同时存在的木箱个数为11个,
(3)木箱再传送带上运动时,和皮带间的相对位移为:△x=vt-x1=1×1-0.5=0.5m,
和皮带间的摩擦产生的热量为:Q1=μmgcosθ•△x=15J
木箱最终增加的动能为:${E}_{K1}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=2.5J$,
木箱到达平台增加的重力势能为:EP=mgh=262.5J,
从开始的10分钟内共传送木箱的个数N=10×60=600个,其中590个已经到达平台,还有10个正在传送带上,
到达平台的590个,电动机做的功为:W1=590(Q1+EK1+EP1)=165200J,
在传送带上的已经开始运动得10个木箱增加的动能为:10EK1=25J,
10个木箱的摩擦生热为:10Q1=150J,
10个木箱增加的重力势能共为:EP′=10mg△xsin30°+mg△Lsin30°+2mg△Lsin30°+…+9mg△Lsin30°=10mg△xsin30°+mgLsin30°(1+2+3+…+9)=1250J,
所以电动机多做的功为:W=W1+10EK1+10Q1+EP′=166625J
答:(1)木箱与传送带间的动摩擦因数μ为$\frac{2\sqrt{3}}{5}$;
(2)传送带上最多有11个木箱同时在向上输送;
(3)皮带传输机由电动机带动,从机械手放上第一个木箱开始计时的10分钟内,因为木箱的放入,电动机需要多做的功为166625J.
点评 本题主要考查了牛顿第二定律、运动学基本公式以及功能关系的直接应用,要求同学们能正确分析物体的受力情况和运动情况,能根据运动图象求出加速度和最终两者一起运动的速度,难度较大,属于难题.
| A. | 10N | B. | 20N | C. | 20$\sqrt{3}$N | D. | 10$\sqrt{3}$N |
| A. | 箱子运动的速度减小,其内能也减小 | |
| B. | 篮球的容积不变,内部气体的温度降低,其气体的内能将减小 | |
| C. | 物体的温度和体积均发生变化,其内能将一定变化 | |
| D. | 对于一些特殊的物体,可以没有内能 |
| A. | 半导体样品的上表面电势高于下表面电势 | |
| B. | 霍尔元件灵敏度与半导体样品薄片的长度a、宽度b均无关 | |
| C. | 在其他条件不变时,单位体积中导电的电子数n越大,霍尔元件灵敏度越高 | |
| D. | 在其他条件不变时,沿磁场方向半导体薄片的厚度c越大,霍尔元件灵敏度越高 |
| A. | 用此交变电流作打点计时器的电源时,打点周期为0.02 s | |
| B. | 把额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上,小灯泡正常发光 | |
| C. | 把额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上,小灯泡将烧毁 | |
| D. | 耐压6 V的电容器可以直接用在此电源上 |
| A. | 根据以上数据,可求出土星的公转轨道半径 | |
| B. | 地球的公转线速度大于土星的公转线速度 | |
| C. | 土星表面的重力加速度较地球表面重力加速度小 | |
| D. | 土星的第一宇宙速度为地球的$\sqrt{10}$倍 |