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如图所示为某工厂的货物传送装置,水平运输带与一斜面MP平滑连接,小物体在此处无碰撞能量损失,小物体与运输带间的动摩擦因数为μ10.3,运输带运行的速度为v05 m/s.在运输带上的N点将一小物体轻轻地放在上面,N点距运输带的右端距离为x1.5 m,小物体的质量为m0.4 kg.设小物体到达斜面最高点P时速度恰好为零,斜面长度L0.6 m,它与运输带的夹角为θ=30°.(g10 m/s2).求:

(1)小物体运动到运输带右端时的速度v的大小;

(2)小物体与斜面间的动摩擦因数μ2

 (3)由于传送小物体而使带动传送带的电动机多输出的能量为多少?

 

答案

解:(1)小物体在传送带上运动的加速度为a1,由牛顿第二定律得:(1)

若物体始终做匀加速直线运动,则  (2)

(或:物体与传送带速度相同所用的时间为t1,则     (1)

小物体通过的距离为     (1)  

所以小物体一直做匀加速运动,到达右端时的速度为(1)

(2)设小物体在斜面上的加速度为a2,由牛顿第二定律得mgsinθ+μ1mgcosθ=ma(1)

因小物体到达斜面最高点P时速度恰好为零,由运动学方程得v22aL              (1)

联立解得        (1)

(3)设小物体在运输带上运动的时间为t2,则t2=v/a2            (1)

运输带的位移为v0t25 m   (1)    

小物体与运输带的相对路程为Δxv0t2x3.5 m(1)

小物体与运输带间产生的热量为(1)

电动机多输出的能量为(1)

(或电动机多输出的能量等于传送带克服摩擦力做的功.(3))

 

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