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如图是传送带装运煤块的示意图,传送带长L=6m,倾角θ=37°,煤块与传送带间的...

manfen5.com 满分网如图是传送带装运煤块的示意图,传送带长L=6m,倾角θ=37°,煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.8,传送带的主动轮和从动轮半径相等,主动轮顶端与运煤车底板间的竖直高度H=l.8m,与运煤车车箱中心的水平距离x=1.2m.若以λ=100kg/s的速度把煤块放在传送带底端,煤块在传送带作用下的运动可视为由静止开始做匀加速直线运动,然后与传送带一起做匀速运动,到达主动轮时随轮一起匀速转动.已知煤块在轮的最高点恰好水平抛出并落在车箱中心,全过程传送带与轮间不打滑,煤块视为质点,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8;求:
(1)传送带匀速运动的速度v及主动轮和从动轮的半径R;
(2)动力轮带动传送带因传送煤块而增加的功率.
(1)根据平抛运动的高度确定平抛的时间,再根据水平位移求出平抛运动的初速度.平抛运动的初速度等于传送带匀速运动的速度v.当煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零,煤块做平抛运动,根据mg=m求出从动轮的半径R. (2)摩擦产生热为Q=f△x,根据能量守恒得动力轮做功等于摩擦产生热量和系统机械能增量,列出等式求解. 【解析】 (l)由平抛运动的公式,得x=vt      H=gt2  代入数据解得v=2m/s 要使煤块在轮的最高点做平抛运动,则煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零, 由牛顿第二定律,得mg=m         代入数据得R=0.4m       故传送带匀速运动的速度v为2m/s,从动轮的半径R为0.4m (2)设动力轮对传送带的功率为P,在时间t内有质量为m的煤块到达最高点, 动力轮做功为W,系统机械能增量为△E,摩擦产生热为Q, 则有W=Pt,m=λt △E=mgLsinθ+mv2 Q=μmgcosθ•△s 煤块相对于传送带的距离△s=s传-s煤 设煤块经过t时间,速度达到传送带速度v, 根据运动学公式t= s煤= s传= 根据牛顿第二定律 μmgcosθ-mgsinθ=ma 根据能量守恒得:W=Q+△E 解得P=7×103w 答:(1)传送带匀速运动的速度是=2m/s及主动轮和从动轮的半径是0.4m; (2)动力轮带动传送带因传送煤块而增加的功率是7×103w.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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