图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B?两端相距3m,另一台倾斜,传送带与地面的倾角θ=37°,C、D?两端相距4.45m

发布时间:2020-08-08 21:10:40

图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B?两端相距3m,另一台倾斜,传送带与地面的倾角θ=37°,C、D?两端相距4.45m,B、C相距很近.水平部分AB?以5m/s的速率顺时针转动.将质量为10kg?的一袋大米放在A?端,到达B?端后,速度大小不变地传到倾斜的CD?部分,米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5.(g取10m/s2)试求:
(1)若CD?部分传送带不运转,求米袋沿传送带所能上升的最大距离.
(2)若要米袋能被送到D?端,求CD?部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C?端到D?端所用时间的取值范围.

网友回答

解:(1)米袋在AB上加速时的加速度a0==5m/s2
米袋的速度达到v0=5m/s时,
滑行的距离s0==2.5m<AB=3m,
因此米袋在到达B点之前就有了与传送带相同的速度??????????????
设米袋在CD上运动的加速度大小为a,由牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma
代入数据得??a=10 m/s2
所以能滑上的最大距离?s==1.25m
(2)设CD部分运转速度为v1时米袋恰能到达D点(即米袋到达D点时速度恰好为零),则米
袋速度减为v1之前的加速度为a1=-g(sinθ+μcosθ)=-10 m/s2
米袋速度小于v1至减为零前的加速度为a2=-g(sinθ-μcosθ)=-2 m/s2
由+=4.45m
解得?v1=4m/s,即要把米袋送到D点,CD部分的速度vCD≥v1=4m/s
米袋恰能运到D点所用时间最长为tmax=+=2.1s
若CD部分传送带的速度较大,使米袋沿CD上滑时所受摩擦力一直沿皮带向上,
则所用时间最短,此种情况米袋加速度一直为a2.
由SCD=v0tmin+a2t2min,得:tmin=1.16s
所以,所求的时间t的范围为??1.16 s≤t≤2.1 s;
答:(1)若CD?部分传送带不运转,米袋沿传送带所能上升的最大距离为1.25m.
(2)若要米袋能被送到D?端,CD?部分顺时针运转的速度应满足大于等于4m/s,米袋从C?端到D?端所用时间的取值范围为1.16 s≤t≤2.1 s.
解析分析:(1)由牛顿第二定律可求得米的加速度,因米袋的最大速度只能为5m/s,则应判断米袋到达B点时是否已达最大速度,若没达到,则由位移与速度的关系可求得B点速度,若达到,则以5m/s的速度冲上CD;在CD面上由牛顿第二定律可求得米袋的加速度,则由位移和速度的关系可求得上升的最大距离;
(2)米袋在CD上应做减速运动,若CD的速度较小,则米袋的先减速到速度等于CD的速度,然后可能减小到零,此为最长时间;而若传送带的速度较大,则米袋应一直减速,则可求得最短时间;

点评:本题难点在于通过分析题意找出临条界件,注意米袋在CD段所可能做的运动情况,从而分析得出题目中的临界值为到达D点时速度恰好为零;本题的难度较大.
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