如图所示为火车站用来装卸煤炭使用的水平传送带模型,水平传送带的长度为L=8m,传送带的皮带轮半径均为R=0.4m,皮带轮转动的角速度为ω=10rad/s。传送带的底部距地面的高度为

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 平抛运动/2022-09-19 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示为火车站用来装卸煤炭使用的水平传送带模型,水平传送带的长度为L=8m,传送带的皮带轮半径均为R=0.4m,皮带轮转动的角速度为ω=10rad/s。传送带的底部距地面的高度为h=4.2m,现有一块矩形煤炭(视为质点)无初速度地释放在水平传送带的A点位置处(AB分别为皮带轮中心轴正上方的两个点).已知煤炭与皮带之间的动摩擦因数为μ=0.2.皮带轮与皮带之间始终不打滑.空气阻力不计, g取10m/s2.回答下列问题:
⑴ 水平传送带的传动速度为多少?该块煤炭由A传送到B所用的时间是多少?
⑵ 该块煤炭到达B点后是沿着皮带轮的圆弧滑下,还是离开圆弧飞出?说明原因(要求有必要的理论运算)。
⑶ 该块煤炭落在水平地面上的落点与O2点正下方的水平距离多大?

◎ 答案

(1)根据圆周运动v=ωr,得v="4" m/s
由于煤块初速度为零,煤块与传送带之间发生了相对滑动,滑块所受的滑动摩擦力
f=μmg
由 F=ma得μmg =ma,a="2" m/s2
当煤块加速度到速度等于皮带的传动速度时,二者相对静止,并一起匀速运动,
由v=at,s=at2/2得:煤块加速时间t1=2s,s=4m
由于AB间距离L=8m,则煤块要匀速运动4m,由s=vt,
得匀速运动时间t2=1s
所以总时间为t=t1+t2=3s
(2)当煤块运动到B点飞离圆弧的最小速度为vm,由F=mv2/R
得:mg= mv2/R    vm="2" m/s
煤块滑到B点的速度vt="4" m/s >vm,所以煤块将飞离B点做平抛运动。
(3)煤块做平抛运动,由h=gt2/2得其运动时间为t=1s
水平位移为s=vt,s="4m  "

◎ 解析

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示为火车站用来装卸煤炭使用的水平传送带模型,水平传送带的长度为L=8m,传送带的皮带轮半径均为R=0.4m,皮带轮转动的角速度为ω=10rad/s。传送带的底部距地面的高度为…”主要考查了你对  【平抛运动】  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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