水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查,右图为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB始终保持1m/s的恒定速度运行,一质量为m=4kg的行李无

◎ 题目

水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查,右图为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB始终保持1m/s的恒定速度运行,一质量为m=4kg的行李无初速地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,该行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,AB间的距离l=2m,g取10m/s2。求:
(1)行李被从A运送到B所用时间。
(2)电动机运送该行李需增加的电能为多少?
(3)如果提高传送带的运动速率,行李就能够较快地传送到B处,求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。

◎ 答案

解:(1)行李轻放在传送带上,开始是静止的,行李受滑动摩擦力而向右运动,
此时行李的加速度为a,由牛顿第二定律得f=μmg=ma,a=μg=1.0m/s2
设行李从速度为零运动至速度为1m/s所用时间为t1,所通过位移为s1
则:v=at1,t1==1s;
s1=at12=0.5m
设行李速度达到1m/s后与皮带保持相对静止,一起运行,所用时间为t2
则:t2=s=1.5s。
设行李被从A运送到B共用时间为t,则t=t1+t2=2.5s。
(2)电动机增加的电能就是物体增加的动能和系统所增加的内能之和。
E=Ek+Q
E=mv2+μmg·ΔL,
ΔL=vt1-at12=vt1=0.5m
故E=mv2+μmgΔL=×4×12+0.1×4×10×=4 J
(3)行李从A匀加速运动到B时,传送时间最短,则l=at2
代入数据得t=2s ,此时传送带对应的运行速率为v′,v′≥atmin=2m/s。
故传送带对应的最小运行速率为2m/s。

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查,右图为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB始终保持1m/s的恒定速度运行,一质量为m=4kg的行李无…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的位移与时间的关系】,【从受力确定运动情况】,【能量转化与守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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