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≤L≤2.0m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≤L≤2.0m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≤L≤2.0m时,,x=0.6m。