問題詳情:
如圖所示,足夠長的水平傳送帶在電動機的帶動下勻速轉動.現有一可視爲質點、質量m=0.5 kg的煤塊落在傳送帶左端(不計煤塊落下的速度),煤塊在傳送帶的作用下達到傳送帶的速度後從右輪軸正上方的P點恰好離開傳送帶做平拋運動,正好落入運煤車車廂中心點Q.已知煤塊與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.8,P點與運煤車底板間的豎直高度H=1.8 m,與運煤車車廂底板中心點Q的水平距離x=1.2 m,g取10 m/s2,求:
(1)傳送帶的速度大小v0;
(2)右輪半徑R;
(3)由於傳送煤塊,電動機多做的功W.
【回答】
(1)2 m/s (2)0.4 m (3)2 J
【詳解】
(1)由平拋運動的規律,得
,
代入數據解得
(2)要使煤塊在輪的最高點做平拋運動,則煤塊到達輪的最高點時對輪的壓力爲零,由牛頓第二定律,得
代入數據得
(3)由牛頓第二定律
得
煤塊沿傳送帶做初速度爲零的勻加速直線運動的時間
煤塊的位移
相等時間內傳送帶的位移
則相對運動的位移
摩擦產生的熱量
煤塊獲得動能
則帶動傳送帶的電動機需要比傳送帶空載情況多消耗的電能
知識點:能量守恆定律
題型:解答題