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如圖是利用傳送帶裝運(yùn)煤塊的示意圖.其中,傳送帶長20m,傾角θ=37°,煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8,傳送帶的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪半徑相等,主動(dòng)輪軸頂端與運(yùn)煤車底板間的豎直高度H=1.8m,與運(yùn)煤車車箱中心的水平距離x=1.2m.現(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放一些煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn))其質(zhì)量為2kg,煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng),到達(dá)主動(dòng)輪時(shí)隨輪一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng).要使煤塊在輪的最高點(diǎn)水平拋出并落在車箱中心,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度v及主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的半徑R;
(2)煤塊在傳送帶上由靜止開始加速至與傳送帶速度相同所經(jīng)過的時(shí)間t.
(3)傳送帶由于傳送煤塊多消耗多少電能?
分析:(1)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出物體的平拋運(yùn)動(dòng)的初速度,因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的初速度等于傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度,結(jié)合煤塊到達(dá)輪的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)輪的壓力為零,根據(jù)牛頓第二定律求出半徑的大�。�
(2)根據(jù)牛頓第二定律煤塊勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度,通過速度時(shí)間公式求出煤塊在傳送帶上由靜止開始加速至與傳送帶速度相同所經(jīng)過的時(shí)間.
(3)根據(jù)能量守恒定律求出傳送帶由于傳送煤塊多消耗的電能.
解答:解:( l )由平拋運(yùn)動(dòng)的公式,得x=vt
H=
1
2
gt2
代入數(shù)據(jù)解得v=x?
g
2H
=1.2×
10
2×1.8
=2m/s.
要使煤塊在輪的最高點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),則煤塊到達(dá)輪的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)輪的壓力為零,由牛頓第二定律,得mg=m
v2
R

代入數(shù)據(jù)得R=
v2
g
=
4
10
=0.4m            
(2)由牛頓第二定律F=ma得
a=
F
m
=μgcosθ-gsinθ
=0.8×10×0.8-10×0.6=0.4m/s2
由v=v0+at得,加速過程時(shí)間t=
v
a
=5s             
(3)根據(jù)s=
1
2
at2   得,S=5m                       
S=vt=2×5=10m                 
△S=S-S=10-5=5m                              
由能量守恒得
E=mglsin37°+
1
2
mv2+f△S
=20×20×0.6+
1
2
×2×4+0.8×20×0.8×5
J=308J.                                      
答:(1)傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度為2m/s,從動(dòng)輪的半徑為0.4m.
(2)煤塊在傳送帶上由靜止開始加速至與傳送帶速度相同所經(jīng)過的時(shí)間為5s.
(3)傳送帶由于傳送煤塊多消耗308J電能.
點(diǎn)評(píng):本題綜合考查了平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,掌握牛頓第二定律、能量守恒定律以及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖是利用傳送帶裝運(yùn)煤塊的示意圖.其中,傳送帶足夠長,傾角θ=37°,煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8,傳送帶的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪半徑相等,主動(dòng)輪軸頂端與運(yùn)煤車底板間的豎直高度H=1.8m,與運(yùn)煤車車箱中心的水平距離x=1.2m.現(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放一些煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng),到達(dá)主動(dòng)輪時(shí)隨輪一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng).使煤塊在輪的最高點(diǎn)恰好水平拋出并落在車箱中心,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

(1)傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度v
(2)主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的半徑R;
(3)煤塊在傳送帶上由靜止開始加速至與傳送帶速度相同所經(jīng)過的時(shí)間t.

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如圖是利用傳送帶裝運(yùn)煤塊的示意圖.其中,傳送帶長20m,傾角θ=37°,煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8,傳送帶的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪半徑相等,主動(dòng)輪軸頂端與運(yùn)煤車底板間的豎直高度H=1.8m,與運(yùn)煤車車箱中心的水平距離x=1.2m.現(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放一些煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng),到達(dá)主動(dòng)輪時(shí)隨輪一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng).要使煤塊在輪的最高點(diǎn)水平拋出并落在車箱中心,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(l)傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度v及主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的半徑R
(2)煤塊在傳送帶上由靜止開始加速至落到車底板所經(jīng)過的時(shí)間T.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖是利用傳送帶裝運(yùn)煤塊的示意圖,傳送帶足夠長,煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,傳送帶與運(yùn)煤車的車廂底板間的豎直高度H=1.8m,與車廂底板中心的水平距離x=1.2m,從傳送帶左端由靜止釋放的煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn))沿傳送帶先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后隨傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng),最后從右端水平拋出并落在車廂底板中心,取g=10m/s2,求:
(1)傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度υ的大�。�
(2)煤塊沿傳送帶做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t;
(3)運(yùn)送一塊10kg的煤塊,帶動(dòng)傳送帶的電動(dòng)機(jī)需要比傳送帶空載情況多消耗的電能.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖是利用傳送帶裝運(yùn)煤塊的示意圖,傳送帶足夠長,煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,傳送帶與運(yùn)煤車的車廂底板間的豎直高度H=1.8m,與車箱底板中心的水平距離x=1.2m.從傳送帶左端由靜止釋放的煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn))沿傳送帶先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后隨傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng),最后從右端水平拋出并落在車箱底板中心,取g=10m/s2,求:
(1)傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)速度υ的大小;
(2)煤塊沿傳送帶做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2010?安丘市模擬)如圖是利用傳送帶裝運(yùn)煤塊的示意圖.已知傳送帶的傾角θ=37°,煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)?=0.8,傳送帶的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪半徑相等,主動(dòng)輪上邊緣與運(yùn)煤車底板間的豎直高度H=1.8m,與運(yùn)煤車車箱中心的水平距離x=1.2m.現(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng),到達(dá)主動(dòng)輪時(shí)繞輪軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng).要使煤塊在輪的最高點(diǎn)水平拋出并落在車箱中心,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

(1)傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度v及主動(dòng)輪的半徑R;
(2)煤塊在傳送帶上由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間t.

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同步練習(xí)冊(cè)答案
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