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如图所示,电动机带动绷紧的传送带始终保持2m/s的速度运行,传送带与水平面间的夹角为30°,现把一个质量为10kg的工件无初速地放在传送带的底端,经过一段时间工件被送到传送带的顶端
题目详情
如图所示,电动机带动绷紧的传送带始终保持2m/s的速度运行,传送带与水平面间的夹角为30°,现把一个质量为10kg的工件无初速地放在传送带的底端,经过一段时间工件被送到传送带的顶端,已知顶端比底端高出2.0m,工件与传送带间的动摩擦因数为
,工件从底端到顶端的运动过程中.求:
(1)传送带对工件做的功;
(2)因摩擦而产生的热能;
(3)若电动机的效率为90%,则电动机从电网中应获取多少电能?
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(1)传送带对工件做的功;
(2)因摩擦而产生的热能;
(3)若电动机的效率为90%,则电动机从电网中应获取多少电能?
▼优质解答
答案和解析
(1)设工件相对传送带滑动过程的加速度为a.
则由牛顿第二定律得:μmgcosθ-mgsinθ=ma,
解得:a=μgcosθ-gsinθ,
代入数据解得:a=2.5m/s2,
设工件经过时间t1速度与传送带相同,则:t1=
=
=0.8s,
此过程中工作移动的位移为:s1=
at12=
×2.5×0.82=0.8m,
传送带对工件做的功:W=
mv2+mgh=
×10×22+10×10×2=220J;
(3)工件相对于传送带的位移为:△s=v0t1-s1=2×0.8-0.8=0.8m,
产生的热量为:Q=f•△s=μmgcosθ△s,
代入数据解得:Q=60J;
(3)电动机由于传送工件多电动机从电网中应获取多少电消耗的电能为:E电=W+Q=280J,
则电动机从电网中应获取的电能:E=
≈311.1J;
答:(1)传送带对工件做的功为220J;
(2)因摩擦而产生的热能为60J
(3)若电动机的效率为90%,则电动机从电网中应获取311.1J电能.
则由牛顿第二定律得:μmgcosθ-mgsinθ=ma,
解得:a=μgcosθ-gsinθ,
代入数据解得:a=2.5m/s2,
设工件经过时间t1速度与传送带相同,则:t1=
v0 |
a |
2 |
2.5 |
此过程中工作移动的位移为:s1=
1 |
2 |
1 |
2 |
传送带对工件做的功:W=
1 |
2 |
1 |
2 |
(3)工件相对于传送带的位移为:△s=v0t1-s1=2×0.8-0.8=0.8m,
产生的热量为:Q=f•△s=μmgcosθ△s,
代入数据解得:Q=60J;
(3)电动机由于传送工件多电动机从电网中应获取多少电消耗的电能为:E电=W+Q=280J,
则电动机从电网中应获取的电能:E=
280 |
0.9 |
答:(1)传送带对工件做的功为220J;
(2)因摩擦而产生的热能为60J
(3)若电动机的效率为90%,则电动机从电网中应获取311.1J电能.
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