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(2010•邵阳模拟)如图所示,许多工厂的流水线上安装有传送带,用传送带传送工件,可以大大提高工作效率,传送带以恒定的速率v=2m/s运送质量为m=O.5kg的工件,工件从A位置放到传送带上
题目详情
(2010•邵阳模拟)如图所示,许多工厂的流水线上安装有传送带,用传送带传送工件,可以大大提高工作效率,传送带以恒定的速率v=2m/s运送质量为m=O.5kg的工件,工件从A位置放到传送带上,它的初速度忽略不计.工件与传送带之间的动摩擦因数μ=
,传送带与水平方向夹角是θ=30°,传送带AB长度是l=16m.每当前-个工件在传送带上停止相对滑动时.后一个工件立即放到传送带上,取g=10m/s2,求:
(1)在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离;
(2)在传送带上摩擦力对每个工件做的功;
(3)每个工件与传送带之间由于摩擦产生的内能;
(4)传送带满载工件比空载时最多增加多少功率?
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2 |
(1)在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离;
(2)在传送带上摩擦力对每个工件做的功;
(3)每个工件与传送带之间由于摩擦产生的内能;
(4)传送带满载工件比空载时最多增加多少功率?
▼优质解答
答案和解析
(1)对物体,由牛顿第二定律得:
F2-mgsinθ=ma ①
F1-mgcosθ=0 ②
又摩擦力 F2=μF1
得:a=g(μcosθ-sinθ)=2.5m/s2
工件在传送带上停止相对滑动时有:
v=at
得:t=
=
=0.8s
位移S=
at2=
×2.5×0.82=0.8m
皮带位移S1=vt=2×0.8=1.6m
工件相对于皮带的位移S2=S1-S=1.6-0.8=0.8m
所以传送带上相邻工件间的距离S0=S2=0.8m.
(2)摩擦力对每个工件做的功W=μmgS2cosθ+mgsinθ(l-S)=
×0.5×10×0.8×cos30°+0.5×10×sin30°×(16-0.8)=41(J)
(3)摩擦产生的内能Q=μmgcosθ•S2=
×0.5×10×0.8×cos30°J=3J
(4)满载时皮带上工件数11个,其中10个在做匀速直线运动,最下面的一个正在做匀加速运动且加速0.4秒时功率最大,
所以增加的功率P=10mgvsinθ+F2•at=10mgvsinθ+μmgcosθat=10×0.5×10×2×sin30°+
×0.5×10×cos30°×2.5×0.4=28.75W
答:
(1)在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离为0.8m;
(2)在传送带上摩擦力对每个工件做的功为41J;
(3)每个工件与传送带之间由于摩擦产生的内能为3J;
(4)传送带满载工件比空载时最多增加了28.75J的功率.
F2-mgsinθ=ma ①
F1-mgcosθ=0 ②
又摩擦力 F2=μF1
得:a=g(μcosθ-sinθ)=2.5m/s2
工件在传送带上停止相对滑动时有:
v=at
得:t=
v |
a |
2 |
2.5 |
位移S=
1 |
2 |
1 |
2 |
皮带位移S1=vt=2×0.8=1.6m
工件相对于皮带的位移S2=S1-S=1.6-0.8=0.8m
所以传送带上相邻工件间的距离S0=S2=0.8m.
(2)摩擦力对每个工件做的功W=μmgS2cosθ+mgsinθ(l-S)=
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(3)摩擦产生的内能Q=μmgcosθ•S2=
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(4)满载时皮带上工件数11个,其中10个在做匀速直线运动,最下面的一个正在做匀加速运动且加速0.4秒时功率最大,
所以增加的功率P=10mgvsinθ+F2•at=10mgvsinθ+μmgcosθat=10×0.5×10×2×sin30°+
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答:
(1)在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离为0.8m;
(2)在传送带上摩擦力对每个工件做的功为41J;
(3)每个工件与传送带之间由于摩擦产生的内能为3J;
(4)传送带满载工件比空载时最多增加了28.75J的功率.
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