Question

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10 kg 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。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。

Answer

（1）1.25m （2）

【解析】

试题分析：（1）米袋在AB上加速时的加速度

米袋的速度达到时，滑行的距离

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

代入数据得

所以能滑上的最大距离

（2）设CD部分运转速度为时米袋恰能到达D点（即米袋到达D点时速度恰好为零）则米袋速度减为之前的加速度为

米袋速度小于至减为零前的加速度为

由 解得

即要把米袋送到D点，CD部分的速度

米袋恰能运到D点所用时间最长为

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

由

所以，所求的时间t的范围为

考点：牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律的应用。