题目内容

9.在建筑工地上经常要使用到小推车来运送各种建筑材料(如图1所示),现要求将一辆装满材料的小推车从坡底面沿坡面推上坡顶面(如图2所示),已知斜坡高为H,坡角β=53°.假设工人的最大推力为装满材料的小推车总重力的$\frac{9}{8}$倍,小车在斜坡上动摩擦因数均是0.75,若两个人一直都用最大推力沿前进方向推车,将小车推上坡顶.求:
(1)他们至少在离坡脚何处开始推车;
(2)推上坡顶所用总时间是多少?(答案用坡高H和重力加速度g表示,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

分析 (1)小车在坡底面的运动根据动能定理求得速度,在斜面上根据动能i动力即可求得;
(2)小车在坡底做匀变速运动,在斜面上做匀变速运动,根据平均速度为初末速度和的一半,利用位移时间求得时间

解答 解:(1)设至少在离坡脚x开始推车,由小推车在坡底面上的运动可得$2•\frac{9}{8}mg•x-0.75•mg•x=\frac{1}{2}m{v^2}-0$
小推车在坡面上的运动$-mg•H-0.75•mgcos{53^0}•\frac{H}{{sin{{53}^0}}}=0-\frac{1}{2}m{v^2}$
联立得$x=\frac{25}{24}H$;$v=\frac{5}{4}\sqrt{2gH}$
(2)小推车在坡底面上的运动时间为${t_1}=\frac{x}{{\frac{1}{2}(0+v)}}=\frac{5}{3}\sqrt{\frac{H}{2g}}$
小推车在坡面上的运动时间为${t_2}=\frac{{H/tan{{53}^0}}}{{\frac{1}{2}(v+0)}}=\frac{6}{5}\sqrt{\frac{H}{2g}}$
则总时间为$t={t_1}+{t_2}=\frac{43}{15}\sqrt{\frac{H}{2g}}$

点评 本题重点考查学生对于物体的受力分析,及整体和局部的联系,明确匀变速直线运动平均速度等于初末速度和的一半,此方法相对简单,难度中等.

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