题目内容

如图所示为一传送带的模型,传送带水平部分AB长度L在0.5m≤L2.0m的范围内取值,AB距水平地面的高度h =0.45m,皮带轮顺时针匀速转动使传送带总保持v=2.0m/s的速度匀速运动。现将一工件(可视为质点)从静止轻放在A端,一段时间后工件运动到B端并从B端水平抛出,已知工件与皮带之间的动摩擦因数μ = 0.20,g取10m/s2

(1)求工件做加速运动过程的加速度大小;

(2)当传送带的长度为L=0.5m时,为了使工件恰能从B端水平抛出,B端所在的主动轮半径r应为多大?

(3)试讨论工件的落地点与B点的水平距离x与AB长度L的关系。

 


解:(1)根据牛顿第二定律,             (3分)

解得                        (3分)

(2)设传送带的长度为L0工件运动至B时恰能与传送带共速。

由运动学公式,得

说明工件在传送带上一直做匀加速直线运动。      (2分)

设工件在B处的速度为vB,则

                                     (2分)

工件恰从B水平抛出,由牛顿第二定律得:

                                    (2分)

解得r=0.2m                                    (1分)

(3)工件落地点时间                  (1分)

           当0.5m≤L<1.0m时,工件一直做匀加速运动。

           由运动学公式,得                     (1分)

           工件的水平位移                  (1分)

           当1.0m≤L2.0m时,工件与传送带达到共速,则

           工件在B处的速度                (1分)

           工件的水平位移                    (1分)

综上所述:

当0.5m≤L<1.0m时,

当1.0m≤L2.0m时,,x=0.6m。

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