問題詳情:
圖為某工廠生產流水線上水平傳輸裝置的俯檢視,它由傳送帶和轉盤組成。物品(質量m=1kg)從A處無初速放到傳送帶上,運動到B處後進入勻速轉動的轉盤,設物品進入轉盤時速度大小不發生變化,並隨轉盤一起運動(無相對滑動),到C處被取走裝箱。已知A、B兩處的距離L=9m,傳送帶的傳輸速度=2.0m/s,物品在轉盤上與軸O的距離R=5m,物品與傳送帶間的動摩擦因數=0.2。取g=10m/s2。
(1)物品從A處運動到B處的時間t;
(2)物品從A處運動到C處的過程中外力對物品總共做了多少功
(3)若物品在轉盤上的最大靜摩擦力可視為與滑動摩擦力大小相等,則物品與轉盤間的動摩擦因數至少為多大?
【回答】
(1)設物品質量為m,物品先在傳送帶上做初速度為零的勻加速直線運動,其位移大小為s1.由 μ1mg=ma (1分) v2=2as (1分) 得 s1=1m<L (1分)
之後,物品和傳送帶一起以速度v做勻速運動 勻加速運動的時間 t1= 2s1 /v =1s
勻速運動的時間 t2=(L−s1)/v =4s (2分)
所以物品從A處運動到B處的時間t=t1+t2=5s (2分)
(2)由 動能定理,物品從A處運動到C處的過程中外力對物品總共做功
W= m v2/2-0=2J (3分)
(3)物品在轉盤上所受的靜摩擦力提供向心力,當物品在轉盤上恰好無相對滑動時,有 μ2mg=m v2 /R 得 μ2= v2/ gR =0.08 (3分)
知識點:專題二 力與物體的直線運動
題型:計算題