联立⑦⑧⑨⑩,得 ⑾
⑨ 已知相邻两小箱的距离为L,所以 ⑩
⑧ 此功用于增加小箱的动能、势能以及克服摩擦力发热,即
两者之差就是克服摩擦力做功发出的热量 ⑦
可见,在小箱加速运动过程中,小箱获得的动能与发热量相等。 T时间内,电动机输出的功为
传送带克服小箱对它的摩擦力做功⑥
用f表示小箱与传送带之间的滑动摩擦力,则传送带对小箱做功为⑤
解:以地面为参考系(下同),设传送带的运动速度为v0,在水平段运输的过程中,小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动,设这段路程为s,所用时间为t,加速度为a,则对小箱有① ② 在这段时间内,传送带运动的路程为 ③ 由以上可得④
一传送带装置示意如图,其中传送带经过AB区域时是水平的,经过BC区域时变为圆孤形(圆孤由光滑模板形成,未画出),经过CD区域时是倾斜的,AB和CD都与BC相切。现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上,放置时初速为零,经传送带运送到D处,D和A的高度差为h。稳定工作时传送带速度不变,CD段上各箱等距排列,相邻两箱的距离为L。每个箱在A处投放后,在到达B之前已经相对于传送带静止,且以后也不再滑动(忽略经BC段时的微小滑动)。已知在一段相当长的时间T内,共运送小货箱的数目为N。这装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦。求电动机的平均输出功率P.
物体刚运动到传送带下端时,物体将做加速度大小为a=gsinθ+μgcosθ的减速运动,假定物体一直减速,则其离开上端时速度大小为V=,
显然:
当V≥0 ,即V≥时,不论μ为何值,物体将一直减速直至离开传送带上端
当V<0,即V< 时,则在μ ≥tgθ时,物体将先向上减速后向下匀速直至从下端离开;在μ<tgθ时,物体将先向上以a=gsinθ+μgcosθ做减速运动,后向下做a=gsinθ-μgcosθ的加速运动直至离开传送带下端。
上面我们依据牛顿运动定律对物体在传送带上的运动特征进行了分析,实际上我们还可据能量观点对其进行分析,限于篇幅,本文在这里不再赘述。
2003年高考传送带题
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