如图所示.一水平传送装置有轮半径为R=m的主动轮Q1和从动轮Q2及传送带等构成.两轮轴心相距8m,轮与传送带不打滑.现用此装置运送一袋面粉(可视为质点),已知这袋面粉

发布时间:2020-08-12 21:44:42

如图所示.一水平传送装置有轮半径为R=m的主动轮Q1和从动轮Q2及传送带等构成.两轮轴心相距8m,轮与传送带不打滑.现用此装置运送一袋面粉(可视为质点),已知这袋面粉与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.4,这袋面粉中的面粉可不断地从袋中渗出.
(1)当传送带以4m/s的速度匀速运动时,将这袋面粉由左端Q1正上方A点轻放在传送带上后,这袋面粉由A端运送到Q2正上方的B端所用的时间为多少?
(2)要想尽快将这袋面粉(初速度为零)由A端送到B端,传送带速度至少多大?
(3)由于面粉的渗漏,在运送这袋面粉的过程中会在深色传送带上留下白色的面粉痕迹,这袋面粉(初速度为零)在传送带上留下的面粉痕迹最长能有多长?此时传送带的速度应满足什么条件?

网友回答

解:(1)面粉袋与传送带相对运动过程中所受摩擦力f=μmg
根据牛顿第二定律:
若传送带的速度v=4m/s,则面粉袋加速运动的时间?t1=
在t1时间内的位移?
其后以v=4m/s速度匀速运动??s2=lAB-s1=vt2
解得:t2=1.5s????
所以运动总时间:t=t1+t2=2.5s????????????????????????????
(2)要想时间最短,面粉袋应一直向B端匀加速运动??????????????????????

此时传送带的速度v′=at′=8m/s
(3)传送带速度越大,“痕迹”越长.
当面粉的痕迹布满整条传送带时,痕迹达到最长.
即痕迹长l=2lAB+2πR=18m
在面粉袋由A端运动到B端的时间t'=2s内痕迹达到最长,传送带运动的距离s≥l+lAB=26m
则传送带的速度
答:
(1)这袋面粉由A端运送到Q1正上方的B端所用的时间为2.5s.
(2)传送带速度至少为8m/s.
(3)这袋面粉在传送带上留下的痕迹最长能有18.0m,此时传送带的速度应满足应v≥13m/s.
解析分析:(1)面粉在传送带上先做匀加速直线运动,当速度达到传送带的速度时一起做匀速直线运动,结合牛顿第二定律和运动学公式,求出面粉由A端运送到Q1正上方的B端所用的时间.
(2)要想时间最短,面粉袋应一直向B端做加速运动,根据运动学公式求出传送带的最小速度,从而根据位移公式求出速度的最小值.
(3)传送带的速度越大,“痕迹”越长.当面粉的痕迹布满整条传送带时,痕迹达到最长.痕迹的长度等于相对路程的大小,通过面粉袋的位移求出传送带的位移,通过时间求出主动轮的最小速度,从而求出速度的最小值.

点评:解决本题的关键理清面粉袋的运动情况,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.
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