如图所示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平,A、B两端相距3m,另一台

\u5982\u56fe\u6240\u793a\u4e3a\u4ed3\u5e93\u4e2d\u5e38\u7528\u7684\u76ae\u5e26\u4f20\u8f93\u88c5\u7f6e\u793a\u610f\u56fe\uff0c\u5b83\u7531\u4e24\u53f0\u76ae\u5e26\u4f20\u9001\u673a\u7ec4\u6210\uff0c\u4e00\u53f0\u6c34\u5e73\uff0cA\u3001B\u4e24\u7aef\u76f8\u8ddd3m\uff0c\u53e6\u4e00\u53f0

\uff081\uff09\u7c73\u888b\u5728AB\u4e0a\u52a0\u901f\u65f6\u7684\u52a0\u901f\u5ea6 a 0 = \u03bcmg m =\u03bcg=5m/ s 2 \uff0e\u7c73\u888b\u7684\u901f\u5ea6\u8fbe\u5230v 0 =5m/s\u65f6\uff0c\u6ed1\u884c\u7684\u8ddd\u79bb s 0 = v 0 2 2 a 0 =2.5m\uff1cAB=3m \uff0c\u56e0\u6b64\u7c73\u888b\u5728\u5230\u8fbeB\u70b9\u4e4b\u524d\u5c31\u4e0e\u4f20\u9001\u5e26\u8fbe\u5230\u5171\u901f\uff0e\u8bbe\u7c73\u888b\u5728CD\u4e0a\u8fd0\u52a8\u7684\u52a0\u901f\u5ea6\u5927\u5c0f\u4e3aa\uff0c\u7531\u725b\u987f\u7b2c\u4e8c\u5b9a\u5f8b\u5f97\uff0cmgsin\u03b8+\u03bcmgcos\u03b8=ma\u4ee3\u5165\u6570\u636e\u5f97a=10m/s 2 \uff0e\u6240\u4ee5\u7c73\u888b\u6cbf\u4f20\u9001\u5e26\u6240\u80fd\u4e0a\u5347\u7684\u6700\u5927\u8ddd\u79bb s= v 0 2 2a =1.25m \uff0e\uff082\uff09\u8bbeCD\u90e8\u5206\u8fd0\u8f6c\u901f\u5ea6\u4e3av\u65f6\u7c73\u888b\u6070\u80fd\u5230\u8fbeD\u70b9\uff08\u5373\u7c73\u888b\u5230\u8fbeD\u70b9\u65f6\u901f\u5ea6\u6070\u597d\u4e3a\u96f6\uff09\uff0c\u5219\u7c73\u888b\u901f\u5ea6\u51cf\u4e3av\u4e4b\u524d\u7684\u52a0\u901f\u5ea6\u4e3a a 1 =gsin\u03b8+\u03bcgcos\u03b8=10m/ s 2 \uff0e\u7c73\u888b\u901f\u5ea6\u5c0f\u4e8ev\u81f3\u51cf\u4e3a\u96f6\u524d\u7684\u52a0\u901f\u5ea6\u5927\u5c0f\u4e3a a 2 =gsin\u03b8-\u03bcgcos\u03b8=2m/ s 2 \uff0e\u7531 v 0 2 - v 2 2 a 1 + v 2 2 a 2 =4.45m \uff0e\u89e3\u5f97v=4m/s\uff0c\u5373\u8981\u628a\u7c73\u888b\u9001\u5230D\u70b9\uff0cCD\u90e8\u5206\u987a\u65f6\u9488\u8fd0\u8f6c\u7684\u6700\u5c0f\u901f\u5ea6\u4e3a4m/s\uff0e\u7c73\u888b\u6070\u80fd\u8fd0\u5230D\u70b9\u6240\u7528\u65f6\u95f4\u6700\u957f\u4e3a t m = v 0 -v a 1 + v a 2 =2.1s \uff0e\u7b54\uff1a\uff081\uff09\u7c73\u888b\u6cbf\u4f20\u9001\u5e26\u6240\u80fd\u4e0a\u5347\u7684\u6700\u5927\u8ddd\u79bb\u4e3a1.25m\uff0e\uff082\uff09CD\u90e8\u5206\u987a\u65f6\u9488\u8fd0\u8f6c\u7684\u6700\u5c0f\u901f\u5ea6\u4e3a4m/s\uff0c\u7c73\u888b\u4eceC\u7aef\u5230 D\u7aef\u6240\u7528\u7684\u6700\u957f\u65f6\u95f4\u4e3a2.1s\uff0e

\u89e3\uff1a\uff081\uff09\u7c73\u888b\u5728 AB \u4e0a\u52a0\u901f\u65f6\u7684\u52a0\u901f\u5ea6a o =\u03bcmg/m =\u03bcg = 0.5\u00d710 = 5 m/s 2 \u7c73\u888b\u7684\u901f\u5ea6\u8fbe\u5230v o =5 m/s \u65f6\uff0c\u6ed1\u884c\u7684\u8ddd\u79bbs o = v o 2 /2a o = 52/2\u00d75 = 2.5 m < d AB =3m \u56e0\u6b64\u7c73\u888b\u5728\u5230\u8fbeB\u70b9\u4e4b\u524d\u5c31\u6709\u4e86\u4e0e\u4f20\u9001\u5e26\u76f8\u540c\u7684\u901f\u5ea6\u3002 \u8bbe\u7c73\u888b\u5728CD\u4e0a\u8fd0\u52a8\u7684\u52a0\u901f\u5ea6\u5927\u5c0f\u4e3aa\uff0c\u7531\u725b\u987f\u7b2c\u4e8c\u5b9a\u5f8b\uff0c\u6709\uff1amg sin\u03b8 + \u03bcmg cos \u03b8 = ma \u4ee3\u5165\u6570\u636e\u89e3\u5f97a=10m/s 2 \u6240\u4ee5\u80fd\u6ed1\u4e0a\u7684\u6700\u5927\u8ddd\u79bbs=v o 2 /2a =52/2\u00d710 = 1.25 m \uff082\uff09\u8bbeCD\u90e8\u5206\u8fd0\u8f6c\u901f\u5ea6\u4e3av 1 \u65f6\u7c73\u888b\u6070\u80fd\u5230\u8fbeD\u70b9\uff08\u5373\u7c73\u888b\u5230\u8fbeD \u70b9\u65f6\u901f\u5ea6\u6070\u597d\u4e3a\u96f6\uff09\uff0c\u5219\u7c73\u888b\u901f\u5ea6\u51cf\u4e3av 1 \u4e4b\u524d\u7684\u52a0\u901f\u5ea6\u4e3aa 1 = - g\uff08sin\u03b8 + \u03bccos \u03b8\uff09= -10m/s 2 \u7c73\u888b\u901f\u5ea6\u5c0f\u4e8ev 1 \u81f3\u51cf\u4e3a\u96f6\u524d\u7684\u52a0\u901f\u5ea6\u4e3aa 2 = - g\uff08sin\u03b8 - \u03bccos \u03b8\uff09= - 2m/s 2 \u7531 [\uff08v 1 2 - v o 2 \uff09/2a 1 ] + [\uff080 - v 1 2 \uff09/2a 2 ] = 4.45 m\u89e3\u5f97v 1 = 4 m/s\uff0c\u5373\u8981\u628a\u7c73\u888b\u9001\u5230D \u70b9\uff0cCD \u90e8\u5206\u7684\u901f\u5ea6v CD \u2265 v 1 = 4m/s

(1)米袋在AB上加速时的加速度a0
μmg
m
=μg=5m/s2

米袋的速度达到v0=5m/s时,滑行的距离s0
v02
2a0
=2.5m<AB=3m
,因此米袋在到达B点之前就与传送带达到共速.
设米袋在CD上运动的加速度大小为a,由牛顿第二定律得,
mgsinθ+μmgcosθ=ma
代入数据得a=10m/s2
所以米袋沿传送带所能上升的最大距离s=
v02
2a
=1.25m

(2)设CD部分运转速度为v时米袋恰能到达D点(即米袋到达D点时速度恰好为零),则米袋速度减为v之前的加速度为a1=gsinθ+μgcosθ=10m/s2
米袋速度小于v至减为零前的加速度大小为a2=gsinθ?μgcosθ=2m/s2
v02?v2
2a1
+
v2
2a2
=4.45m

解得v=4m/s,即要把米袋送到D点,CD部分顺时针运转的最小速度为4m/s.
米袋恰能运到D点所用时间最长为tm
v0?v
a1
+
v
a2
=2.1s

答:(1)米袋沿传送带所能上升的最大距离为1.25m.
(2)CD部分顺时针运转的最小速度为4m/s,米袋从C端到 D端所用的最长时间为2.1s.

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