题目内容

如图所示,电动机带动滚轮作逆时针匀速转动,在滚轮的摩擦力作用下,将一金属板从斜面底端A送往上部,已知斜面光滑且足够长,倾角=30°.滚轮与金属板的切点B到斜面底端A的距离为L=6.5 m,当金属板的下端运动到切点B处时,立即提起滚轮使它与板脱离接触.已知板之后返回斜面底部与挡板相撞后立即静止,此时放下滚轮再次压紧板,再次将板从最底端送往斜面上部,如此往复.已知板的质量为m=1×103 Kg,滚轮边缘线速度恒为v=4 m/s,滚轮对板的正压力FN=2×104 N,滚轮与板间的动摩擦因数为μ=0.35,取g=10 m/s2

求:(1)在滚轮作用下板上升的加速度;

(2)板加速至与滚轮速度相同时前进的距离;

(3)每个周期中滚轮对金属板所做的功;

(4)板往复运动的周期.

答案:
解析:

  解:(1)f=μN=7×103 N

  a=f-mgsin/m=2 m/s2  (3分)

  (2)s==4 m  (2分)

  (3)∵s<L ∴金属杆先匀加速4米,后匀速2.5米.(1分)

  W1mgsins=mv2 W2-mgsin=0

  W1=2.8×104 J  (1分)

  W2=1.25×104 J  (2分)

  ∴WW1W2=4.05×104 J  (1分)

  (4)t1v/a=2 s t2=L-s/v=0.625 s  (1分)

  后做匀变速运动gsin  (1分)

  Lv0tat2 6.5=4t3×5t32 得t3=2.6 s  (1分)

  ∴T=t1t2t3=5.225 s  (1分)


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