如图所示,长L=9m的传送带与水平方向的傾角θ=37°,在电动机的带动下以υ=4m/s的速率顺时针方向运行,在传送带的B

1个回答

  • (1)物块从A点由静止释放,物块相对传送带向下滑,物块沿传送带向下加速运动的速度

    a 1 =gsinθ-μgcosθ=2m/ s 2

    与P碰前的速度 v 1 =

    2 a 1 L =6m/s

    物块从A到B的时间 t 1 =

    v 1

    a =3s

    在此过程中物块相对传送带向下位移s 1=L+vt 1=21m

    物块与挡板碰撞后,以v 1的速度反弹,因v 1>v,物块相对传送带向上滑,物块向上做减速运动的加速度为 a 2 =gsinθ+μgcosθ=10m/ s 2

    物块速度减小到与传送带速度相等的时间 t 2 =

    v 1 -v

    a 2 =0.2s

    在t 2时间内物块向上的位移 l 1 =

    v 1 +v

    2 t 2 =1m

    物块相对传送带向上的位移s 2=l 1-vt 2=0.2m

    物块速度与传送带速度相等后物块相对传送带向下滑,物块向上做减速运动的加速度

    a 3 =gsinθ-μgcosθ=2m/ s 2

    物块速度减小到零的时间 t 3 =

    v

    a 3 =2s

    物块向上的位移 l 2 =

    v

    2 t 3 =4m

    此过程中物块相对传送带向下的位移s 3=vt 3-l 2=4m

    摩擦生热Q=μmgcosθ(s 1+s 2+s 3)=100.8J

    答:因摩擦生的热为100.8J.

    (2)物块上升到传送带的最高点后,物块沿传送带向下加速运动,与挡板P第二次碰撞前的速度 v 2 =

    2 a 1 ( l 1 + l 2 ) =

    20 m/s

    碰后因v 2>v,物块先向上做加速度为a 2的减速运动,再做加速度为a 3的减速运动,物块向上的位移为 l 3 =

    v 2 2 - v 2

    2 a 2 +

    v 2

    2 a 3 =4.2m

    物块与挡板第三次碰撞前的速度 v 3 =

    2 a 1 l 3 =2

    4.2 m/s

    在此类推经过多次碰撞后物块以v=4m/s的速度反弹,故最终物块在P与离P4m的范围内不断做向上的加速度为2m/s 2的减速运动和向下做加速度为2m/s 2的加速运动,物块的运动达到这一稳定状态后,物块对传送带有一与传送带运动方向相反的阻力

    F f=μmgcosθ

    故电动机的输出功率P=μmgcosθgv=16W

    答:最终物块在P与离P4m的范围内不断做向上的加速度为2m/s 2的减速运动和向下做加速度为2m/s 2的加速运动,电动机的输出功率为16W.