题目内容

(12分)一传送带装置如图所示,其中AB段是水平的,长度LAB=4m,BC段是倾斜的,长度LBC=5m,倾角为θ=37°,ABBCB点通过一段极短的圆弧连接(图中未画出圆弧),传送带以v=4m/s的恒定速率顺时针运转.已知工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2.现将一个工件(可看作质点)无初速地放在A点.求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)工件第一次到达B点所用的时间;

(2)工件运动了6s时距A点的水平距离.

 


解析:(1)(6分)设工件刚放在水平传送带上的加速度为a1

由牛顿第二定律得:μmg=ma1…①

解得:a1=μg=5m/s2………………………②

t1时间与传送带的速度相同,则t1==0.8s………③                   

前进的位移为:x1=a1t12=1.6m………………………④

此后工件将与传送带一起匀速运动至B点,

用时:t2==0.6s…………⑤

所以工件第一次到达B点所用的时间:

t=t1+t2=1.4s………………………⑥

(2)(6分)设工件在斜面上的加速度为a2

a2=μgcosθgsinθ= -2m/s2……………⑦   

工件沿皮带向上运动的时间为:t3==2s………………………⑧            

此后工件沿传送带的倾斜段向下匀加速度运动,a3= gsinθ-μgcosθ=2m/s2…………..⑨

由运动的对称性,工件沿传送带的倾斜段向下运动的时间

t4=t3=2s…………………………………………………⑩

接着工件沿传送带水平段以a4=a1  v/=v的大小向左作匀减速运动,所用时间

t5==0.8s…………………………………………⑾

以上总共用时t=t1+t2+t3+t4+t5=6.2s>6s,所以6s末工件正在沿传送带水平段向左作匀减速运动,由B开始减速的时间                     

t6= t5-(t-6)=0.6s…………………………………….⑿

此时工件距B的距离        sB=v t- =1.5m……………………………..⒀

所以该时刻工件距A的距离为    sA=LAB-sB=2.5m

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