问题 计算题

(10分)如图甲所示为一皮带传送装置,皮带保持匀速率运动,货物由静止放到皮带顶端,被皮带向下传送,其运动的v—t图象如图乙所示,g=10m/s2

求:(1)皮带的速率;(2)皮带与水平面间的夹角(及货物与皮带之间的动摩擦因数);(3)如果货物是用麻袋装载的石灰粉,当第一件货物被运送后,发现皮带上留有一段8.0m长的白色痕迹,请由此推断每件货物的传送时间和传送距离。

答案

⑴ 6.0m/s  ⑵ 30°  ⑶ 3s  23m

题目分析:(1)货物先加速,当货物的速度与传送带速度相等时,由于货物重力的下滑分力大于滑动摩擦力,继续加速,但加速度减小,皮带的速度为6.0 m/s,方向沿斜面向下.

(2)由货物运动的v-t图象得:a1=="6.0" m/s2,a2=="4.0" m/s2

在0~1.0 s:皮带对物体的滑动摩擦力沿斜面向下,

由牛顿第二定律得:mg•simθ+μmg•cosθ=ma1

在1.0 s~2.0 s:皮带对物体的滑动摩擦力沿斜面向上,

由牛顿第二定律得:mg•sinθ-μmg•cosθ=ma2

联立得:θ=30°,μ=

(3)由v-t图象知货物在1.0时间内加速到与皮带相同的速度6.0 m/s,皮带发生的位移s=v1t="6.0" m,货物发生的位移s=="3.0" m,此时间内皮带上痕迹的长度:△s=s-s="3.0" m<l="8.0" m.

此后货物速度超过皮带速度,物体向底端运动过程中发生的位移比皮带多8.0 m(其中有3.0 m为痕迹重叠区域).设从1.0秒末开始,货物的传送到底端的时间为t1、货物到底端的距离为S,则:

对皮带S-8=v1t1,对货物S=v1t1+a2t12,联立以上两式得:t1=2s  s=20m

故每件货物的传送时间:T=t1+t=(1+2)s=3s

传送距离:L=s+S=23m.

问答题 简答题
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