题目内容

如图,传送带以速率为V=2m/s匀速运行,AB部分水平BC部分与水平面之间的夹角为30°,AB间与BC间的距离都是12m,工件与传送带间的动摩擦因数为μ=
3
6
,现将质量为5kg的工件轻轻放在传送带的A端,假设工件始终没有离开传送带,求:
(1)工件从A到B的过程中,传送带对工件做的功和工件对传送带做的功各是多少?
(2)工件从B到C的过程中,传送带对工件做的功和工件对传送带做的功各是多少.
分析:(1)工件在水平传送带上先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,求出匀加速直线运动的过程中工件和传送带的位移,从而求出传送带对工件做的功和工件对传送带做的功.
(2)工件在B到C的过程中做匀加速直线运动,结合牛顿第二定律和运动学公式求出工件的位移和传送带的位移,从而求出传送带对工件做的功和工件对传送带做的功.
解答:解:(1)根据牛顿第二定律得,a′=μg
根据速度位移公式得,s=
V2
2μg
=
22
2×
3
6
×10
=
12
10
3
m<12m

工件A从B过程先加速后匀速位移
s1=
12
10
3
m
  
传送带对工件做功W1=fs1=μmgs1=10J.
传送带的位移s2=Vt=
V2
μg
=
24
10
3
m

工件对传送带做功W2=-fs2=-20J
(2)工件从B到C一直加速a=gsinθ-μgcosθ=2.5m/s2
B到C时间   L=Vt+
1
2
at2
,解得t=2.4s
   传送带的位移s3=Vt=4.8m
传送带对工件做功W3=-μmgcosθL=-150J
工件对传送带W4=μmgcosθ?s3=60J.
答:(1)工件从A到B的过程中,传送带对工件做的功和工件对传送带做的功各是10J和-20J.
(2)工件从B到C的过程中,传送带对工件做的功和工件对传送带做的功各是-150J和60J.
点评:解决本题的关键理清工件的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解.
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