题目内容
如图所示,某货物仓库,需将生产成品用传送带从底端传递到高度为H的高处存放,货物从静止开始轻放到传送带的最下端,已知货物与传送带间的动摩擦因数为μ=,传送带始终保持恒定速度运动。若想用最短时间将货物匀加速的运送至顶端,则传送带与水平面夹角θ应设计为多大?最短时间为多少?(传送带长度可随设计需要而变化,g=10m/s2)
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当θ=30°时,货物运动最短时间为t=2
解析:
:对物体受力分析,受到重力G、弹力N和摩擦力f,物体向上运动的加速度为:
a=μgcosθ-gsinθ (3分)
物体做匀加速运动则:
=(μgcosθ-gsinθ)t2 (3分)
物体上升运动的时间:t= (4分)
而sinθ(μcosθ-sinθ)=μsin2θ-= (μsin2θ+cos2θ-1)
又μsin2θ+cos2θ=sin(2θ+φ)
因sinφ=,所以φ=30°
故当θ=30°时,μsin2θ+cos2θ取最大值为2 (3分)
所以,当θ=30°时,货物运动最短时间为t=2 (3分)
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