高三物理傳送帶問題(編輯修改稿)
2024-12-16 00:22 本頁面
【文章內容簡介】 因數(shù)為 μ= ，取 g=10m/s2 求帶動皮帶的電動機由于傳送工件多消耗的電能。 23解 : 設工件向上運動距離 S 時，速度達到傳送帶的速度 v ，由動能定理可知 μmgS cos30176。 – mgS sin30176。 = 0－ 1/2 mv2 解得 S=0. 8m，說明工件未到達平臺時，速度已達到 v ， 所以工件動能的增量為 △ EK = 1/2 mv2=20J 工件重力勢能增量為 △ EP= mgh = 200J 在工件加速運動過程中 ,工件的平均速度為 v/2 ， 因此工件的位移是皮帶運動距離 S 39。的 1/2， 即 S 39。= 2S = m 由于滑動摩擦力作功而增加的內能 △ E 為 △ E=f △ S= μ mgcos30176。 (S 39。－ S)= 60J 電動機多消耗的電能為 △ EK+△ EP+△ E=280J 30176。 v 又解 : 物體開始受到向上的摩擦力作用 ,做勻加速運動 N mg f 滑動摩擦力 f1= μmgcosθ=75N a=μgcosθgsinθ=g/4 = m/s2 經(jīng)過時間 t1=v/a= 速度達到 2m/s ,上升 s1=v2/2a= 然后在靜摩擦力作用下做勻速運動 ,上升 s2= 靜摩擦力 f2= mgsinθ=50N t2= s2 /v= s 為保持皮帶勻速運動，機器在 t1時間內應增加動力 75N,在 t2時間內應增加動力 50N 帶動皮帶的電動機由于傳送工件多消耗的電能為 W= f1 vt1 + f2 vt2 =75 +50 =120+160=280J 如圖示，水平傳送帶 AB長 L=，質量為 M=1kg 的木塊隨傳送帶一起以 v1=2m/s的速度向左勻速運動 ( 傳送帶的傳送速度恒定 ),木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù) μ=,當木塊運動至最左端 A點時 ,一顆質量為m=20g的子彈 v0=300m/s水平向右的速度正對射入木塊并穿出 ,穿出速度 u=50m/s,以后每隔 1s就有一顆子彈射向木塊 ,設木塊沿 AB方向的長度可忽略，子彈射穿木塊的時間極短 ,且每次射入點各不相同 , 取 g=10m/s2，問： (1)在被第二顆子彈擊中前，木塊 向右運動離 A點的最大距離是多少？ (2)木塊在傳送帶上最多能被多少顆子彈擊中？ (3)木塊在傳送帶上的最終速度多大？ (4)在被第二顆子彈擊中前，木塊、子彈和傳送帶這一系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱能是多少？ B A v1 L v0 M B A v1 L v0 M 解： (1)由動量守恒定律 mv0 –Mv1=mu+MV V=3m/s 對木塊由動能定理： μMgS1 =1/2 MV2 S1= (2)對木塊由動量定理： μMgt1=MV t1= 木塊速度減為 0后再向左勻加速運動，經(jīng) t2速度增為 v1 t2= v1/μg= 這時正好第二顆子彈射入， S2=1/2 a t22= 1/2 μg t22= 所以兩顆子彈射中木塊的時間間隔內木塊的總位移為 S= S1 S2= 第 15顆子彈射入后的總位移為 ，第 16顆子彈射入后，木塊將從 B點落下。 所以木塊在傳送帶上最多能被 16顆子彈擊中 題目 (3)第 16顆子彈射入后，木塊向右運動 S3== 對木塊由動能定理： μMgS3 = 1/2 M(V2 –vt2) vt=1m/s 木塊在傳送帶上的最終速度為 1m/s (4)子彈射向木塊過程 ,所產(chǎn)生的熱能為 Q1 Q1=1
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