问题 问答题

(B)如图所示的装置是某工厂用于产品分拣的传送带示意图,产品(可以忽略其形状和大小)无初速地放上水平传送带AB的最左端,当产品运动到水平传送带最右端时被挡板d挡住,分拣员在此鉴定产品质量,不合格的被取走,合格品被无初速地放在斜向传送带BC的顶端,滑至底端的传送带后再进行包装等工序.已知传送带AB、BC与产品间的动摩擦因数μ=0.5,均以v=4m/s的速度按图示方向匀速转动,水平传送带AB长L1=12m,斜向传送带BC长L2=1.64m,倾角α=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2),求:

(1)产品刚放上水平传送带AB时,产品加速度的大小和方向;

(2)产品在水平传送带AB上运动的时间;

(3)产品在斜向传送带BC上运动的时间.

答案

(1)产品刚放上水平传送带AB时,水平方向受到向右的滑动摩擦力,

由牛顿第二定律得 μmg=ma

得加速度大小为 a=5m/s2,方向水平向右.

(2)产品加速到速度传送带相同所用时间为 t1=

v
a
=0.8s

匀加速的位移 S1=

1
2
a
t21
=1.6m

则匀速运动的时间 t2=

12-1.6
v
=2.6s

得产品在水平传送带AB上运动的时间为 t=t1+t2=3.4s

(3)第一段物体向下做匀加速直线运动,则有:mgsinθ+μmgcosθ=ma1

则得加速度为 a1=10m/s2

匀加速运动的时间 t1=

v0
a1
=0.4s,

位移s1=

1
2
a1
t21
=0.8m

第二阶段,由于mgsin37°>μmgcos37°,

故物体继续向下做匀加速直线运动;

则得 mgsinθ-μmgcosθ=ma2,加速度为 a2=2m/s2

第二段运动时间 0.84=v0t2+

1
2
a2
t22

解得 t2=0.2s

得产品在斜向传送带BC上运动的时间为t=t1+t2=0.6s

(1)产品刚放上水平传送带AB时,产品加速度的大小为a=5m/s2,方向水平向右;

(2)产品在水平传送带AB上运动的时间为3.4s;

(3)产品在斜向传送带BC上运动的时间是0.6s.

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