20xx專題11傳送帶問題(參考版)
2025-01-16 23:18本頁面
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(2)由于x0
(3)在滿足(2)的條件下，貨物獲得的機(jī)械能等于增加的重力勢(shì)能，即mgh，由功能關(guān)系知系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量等于增加的內(nèi)能，也等于克服摩擦力做的功，即Q＝U＝μmgΔx 貨物相對(duì)傳送帶的位移Δx＝x＝2x0 解得＝＝＝1。為了進(jìn)一步研究貨物不能滑上平臺(tái)的原因，工人在傳送帶上用粉筆沿傳送帶畫了一條直線，當(dāng)貨物放上去后發(fā)現(xiàn)有一段長(zhǎng)為s0(s0
(1)貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ多大？ (2)為了將貨物送上儲(chǔ)貨平臺(tái)，工人進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，使貨物滑上平臺(tái)后剛好停止。將貨物無初速度地輕放在傳送帶左端A，通過傳送帶到達(dá)B端時(shí)具有一定動(dòng)能，貨物可以利用此動(dòng)能滑上儲(chǔ)貨平臺(tái)，平臺(tái)離傳送帶高h(yuǎn)。而且這個(gè)總功在求法上比一般的相互作用力的總功更有特點(diǎn)，一般的一對(duì)相互作用力的功為W＝f相s相對(duì)，而在傳送帶中一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的功W＝f相s（其中s為被傳送物體的實(shí)際路程）?？傮w來講，傳送帶問題的的一系列特點(diǎn)都是由傳送帶和被傳送的物體之間的摩擦力的特點(diǎn)決定的。
解答 開始砂輪給鐵板向前的滑動(dòng)摩擦力F1=μ1N 代入數(shù)據(jù)可得：F1=30N 工作臺(tái)給鐵板的摩擦阻力F2=μ2 (N+mg)N 代入數(shù)據(jù)可得： F2= 20N
加工一塊鐵板電動(dòng)機(jī)消耗的電能：E=ΔEK+Q1+Q2 其中ΔEK =mvm2 ， Q1＝F1s1 ，Q2＝F2L 代入數(shù)據(jù)可得加工一塊鐵板電動(dòng)機(jī)消耗的電能：E =136J 點(diǎn)評(píng) 本題從表面上看并不是傳送帶的問題，但在受力分析，運(yùn)動(dòng)情況分析，特別是能量轉(zhuǎn)化情況的分析上和傳送帶問題有著及其相似的特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)情況的階段性、能量轉(zhuǎn)化的多樣性都是由摩擦力的特點(diǎn)決定的，一方面滑動(dòng)摩擦力的存在是要以相對(duì)運(yùn)動(dòng)存在為基礎(chǔ)的，一旦相對(duì)運(yùn)動(dòng)消失，摩擦力會(huì)發(fā)生變化進(jìn)而引起運(yùn)動(dòng)情況的變化；另一方面一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功就會(huì)使得機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，在Q＝fs相對(duì)中，相對(duì)路程s相對(duì)就等于被帶動(dòng)物體的實(shí)際路程。在受力情況和運(yùn)動(dòng)情況分析清楚的基礎(chǔ)上，再從能量的角度分析，可以發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)消耗的電能流流向了三個(gè)方面，一是用于鐵板增加動(dòng)能；二是轉(zhuǎn)化為滾輪和鐵板之間產(chǎn)生的熱能；三是轉(zhuǎn)化為鐵板和地面之間產(chǎn)生的熱能。其受力情況是：在豎直方向上受到重力、滾輪的壓力、以及地面的支持力；在水平方向上上表面受到向前的滑動(dòng)摩擦力，下表面受到向后的滑動(dòng)摩擦力，通過計(jì)算可知向前的摩擦力大于向后的摩擦力故鐵板向前加速運(yùn)動(dòng)。已知滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒為ω＝5rad/s，g取10m/s2。已知滾輪與鐵板、鐵板與工作臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1＝＝。
答案：(1) (2)230 J 鐵板 滾輪 ，用半徑為r＝。
(2)在時(shí)間t1內(nèi)，皮帶運(yùn)動(dòng)的位移x2＝v0t1＝ m 工件相對(duì)皮帶的位移Δx＝x2－x1＝ m 在時(shí)間t1內(nèi)，皮帶與工件間的摩擦生熱為： Q＝μmgcos θ求： (1)工件與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ； (2)電動(dòng)機(jī)由于傳送工件而多消耗的電能。皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，始終保持v0＝2 m/s的速率運(yùn)行。而由v＝at得t＝ s，相對(duì)位移x′＝vt－t＝ m，Q＝μmgx′cos θ＝15 J，W電＝W＋Q＝270 J。
解析：(1)由ma＝μmgcos θ－mgsin θ知，物體上升加速度為a＝g，當(dāng)它的速度為v＝1 m/s時(shí)，位移是x＝＝ m，即物體將以v＝1 m/ m的路程，由功能關(guān)系得W＝ΔEk＋ΔEp＝255 J。其中A、B兩點(diǎn)間的距離為l＝5 m，傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以v＝1 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)。＝mv2，所以W＝mv2＋mv2＝mv2。已知A、B之間的距離為L(zhǎng)(L足夠長(zhǎng))，則該電機(jī)每傳送完這樣一個(gè)工件需消耗的電能為( ) A．μmgL B．μmgL＋mv2 D．mv2 解析：選D 由于A、B間的距離足夠長(zhǎng)，所以運(yùn)送過程中物體先加速后勻速，而勻速階段不消耗電能。, 由牛頓第二定律，加速度大小 a1＝＝8m/s2， 【總結(jié)】該題目的關(guān)鍵在于分析清楚物理過程，分成兩段處理，正確分析物體受力情況，求出物體和傳送帶的位移，以及物體和傳送帶間的相對(duì)位移。求木塊滑到底的過程中，摩擦力對(duì)木塊做的功以及生的熱各是多少？ 【解析】剛開始時(shí)，合力的大小為 F合1＝mgsin37186。已知傳送帶的上、下兩端間的距離為L(zhǎng)=7m。求小物塊在傳送帶上留下的痕跡長(zhǎng)度？（不要過程，只說結(jié)果） 第一段物體加速時(shí)間t1 = 0．4s L
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