问题标题:
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
问题描述:
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10kg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: |
丁玉琴回答:
(1)1.25m(2)1.16s≤t≤2.1s
⑴米袋在AB上加速时的加速度:a0=μmg/m=μg=5m/s2①米袋的速度达到v0=5m/s/时运动的距离:s0=v02/2a0=2.5m<3m②因此米袋在达到B点之前就与传送带具有了相同的速度:设米袋在CD上运动的加速度大小为a,上升的最大距离为smax,由牛顿第二定律得:a=(mgsinθ+μmgcosθ)/m=10m/s2③由运动学公式:smax=v02/(2a)=1.25m④⑵设CD部分运转速度为v1(v1<5m/s)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v1之前的加速度大小为:a1=(mgsinθ+μmgcosθ)/m=10m/s2⑤米袋速度达到至减为零前的加速度大小为:a2=(mgsinθ-μmgcosθ)/m=2m/s2⑥由运动学公式:(v02-v12)/(2a1)+v12/(2a2)=4.45⑦ 解得v1=4m/s,即要把米袋送到D点,CD部分的速度VCD≥v1=4m/s⑧ 米袋恰能运到D点所用时间最长为:tmax=(v0-v1)/a1+v1/a2=2.1s⑨ 若CD部分传送带的速度很大,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a2。由SCD=v0tmin-a2tmin2/2⑩ 解得tmin=1.16s(用带根式的答案也可)⑾ 所以,所求的时间t的范围为1.16s≤t≤2.1s⑿
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