题目内容
如图所示为火车站装载货物的原理示意图，设AB段是距水平传送带装置高为H=5m的光滑斜面，水平段BC使用水平传送带装置，BC长L=8m，与货物包的摩擦系数为μ=0.6，皮带轮的半径为R=0.2m，上部距车厢底水平面的高度h=0.45m．设货物由静止开始从A点下滑，经过B点的拐角处无机械能损失．通过调整皮带轮（不打滑）的转动角速度ω可使货物经C点抛出后落在车厢上的不同位置，取g=10m/s2，求：
（1）当皮带轮静止时，货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离；
（2）当皮带轮以角速度ω=20 rad/s顺时方针方向匀速转动时，包在车厢内的落地点到C点的水平距离；
（3）试写出货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离S随皮带轮角速度ω变化关系，并画出S—ω图象．（设皮带轮顺时方针方向转动时，角速度ω取正值，水平距离向右取正值）
（1）由机械能守恒定律可得：
2分
所以货物在B点的速度为V0=10m/s
货物从B到C做匀减速运动，加速度
2分
设到达C点速度为VC，则：
1 分
所以：VC=2 m/s 1分
落地点到C点的水平距离：
2分
（2）皮带速度 V皮=ω·R=4 m/s， 1分
由（1）的论证结论可知：货物先减速后匀速，从C点抛出的速度为VC=4 m/s， 1分
落地点到C点的水平距离：
2分
（3） ①皮带轮逆时针方向转动：
无论角速度为多大，货物从B到C均做匀减速运动：
在C点的速度为VC=2m/s，落地点到C点的水平距离S=0.6m 2分
②皮带轮顺时针方向转动时：
Ⅰ、0≤ω≤10 rad/s时， S=0.6m 1分
Ⅱ、10＜ω＜50 rad/s时， S=ω·R
=0.06ω 1分
Ⅲ、50＜ω＜70 rad/s时， S=ω·R
=0.06ω 1分
Ⅳ、ω≥70 rad/s时， S=
＝4.2m 1分
S—ω图象如图 3分
如图所示为火车站装载货物的原理示意图，设AB段为斜面，水平段BC使用水平传送带装置，BC长L=8m，与货物包的动摩因数μ=0.6，皮带轮的半径为R=0.2m，上部距车厢底面的高度h=0.45m．货物从A点下滑，进入BC段时初速度v0=10m/s．通过调整皮带轮（不打滑）的转动角速度ω可使货物经C点抛出后落在车厢上的不同位置，取g=10m/s2，求：
如图所示为火车站装载货物的原理示意图，设AB段是距水平传送带装置高为H=5m的光滑斜面，水平段BC使用水平传送带装置，BC长L=8m，与货物包的摩擦系数为μ=0.6，皮带轮的半径为R=0.2m，上部距车厢底水平面的高度h=0.45m．设货物由静止开始从A点下滑，经过B点的拐角处无机械能损失．通过调整皮带轮（不打滑）的转动角速度ω可使货物经C点抛出后落在车厢上的不同位置，取g=10m/s2，求：