题目内容
如图是利用传送带装运煤块的示意图.其中,传送带长20m,倾角θ=37°,煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.8,传送带的主动轮和从动轮半径相等,主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖直高度H=1.8 m,与运煤车车箱中心的水平距离x=1.2 m.现在传送带底端由静止释放一些煤块(可视为质点)其质量为2kg,煤块在传送带的作用下先做匀加速直线运动,后与传送带一起做匀速运动,到达主动轮时随轮一起匀速转动.要使煤块在轮的最高点水平抛出并落在车箱中心,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)传送带匀速运动的速度v及主动轮和从动轮的半径R;
(2)煤块在传送带上由静止开始加速至与传送带速度相同所经过的时间t.
(3)传送带由于传送煤块多消耗多少电能?
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( l )由平抛运动的公式,得![]()
代人数据解得
(3分)
要使煤块在轮的最高点做平抛运动,则煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零,由牛顿第二定律,得
代人数据得
=0.4m (2分)
(2)由牛顿第二定律F=ma得
=0.4m/s2 (2分)
由
得 加速过程
=5s (2分)
(3) s=at2/2 S=5m (1分)
S带=vt=10m (1分)
=S带-S=5m (1分)
由能量守恒得
E=mglsin370+
mv2+f
(3分)
E=308J (1分)