...顺时针转动,在传送带下端轻轻地放一个质量m=0.5kg的物体
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发布时间:2023-12-21 07:38
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时间:2024-08-08 21:57
(1)物体放上传送带后,开始一段时间t1内做初速度为0的匀加速直线运动,对小物体受力分析如下图所示:
可知,物体所受合力F合=f-Gsinθ
又因为f=μN=μmgcosθ
所以根据牛顿第二定律可得:
此时物体的加速度a=F合m=μmgcosθ-mgsinθm=0.8×0.5×10×0.8-0.5×10×0.60.5m/s2=0.4m/s2
当物体速度增加到2m/s时产生的位移
x=v22a=40.8=5m
因为x<9m
所以匀加速运动的时间t1=va=20.4=5s
所以物体速度增加到2m/s后,由于mgsinθ<μmgcosθ,所以物体将以速度v做匀速直线运动
故匀速运动的位移为x2=L-x=9-5=4m,所用时间t2=x2v=42=2s
所以物体运动的总时间t=t1+t2=5+2s=7s
(2)物体在传送到B端的过程中,工件动能的增量为:EK=12mv2=12×0.5×4=1J,
势能的增加量为:△Ep=mgh=0.5×10×9×0.6J=27J
在皮带上滑过程中由于滑动摩擦力做功而增加的内能:
Q=μmgcosθx=0.8×0.5×10×0.8×5=16J,
根据能量守恒定律知,电动机多消耗的电能为:E=△Ek+△Ep+Q=1J+27J+16J=44J
每隔1s放上一个物体,则传送带上一直有7个物体被传送,所以总能量Q总=7E=308J,
传送时间为7s,所以P=Q总t=3087=44W
答:(1)物体从A到B需要的时间为7s;
(2)每隔1s放上一个物体,在相当长一段时间内,传动带由于传送物体而多消耗的功率为44W.