如圖是利用傳送帶裝運(yùn)煤塊的示意圖.已知傳送帶的傾角θ=37°,煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8,傳送帶的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪半徑相等,主動(dòng)輪上邊緣與運(yùn)煤車底板間的豎直高度H=1.8m,與運(yùn)煤車車箱中心的水平距離x=1.2m.現(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng),到達(dá)主動(dòng)輪時(shí)繞輪軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng).要使煤塊在輪的最高點(diǎn)水平拋出并落在車箱中心,取g=10m/s
2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/6609c93d70cf3bc773a9295dd200baa1cc112ad2.jpg)
(1)傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度v及主動(dòng)輪的半徑R;
(2)煤塊在傳送帶上由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間t.
(1)由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,
得x=vt H=
gt2代入數(shù)據(jù)解得v=2m/s
要使煤塊在輪的最高點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),則煤塊到達(dá)輪的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)輪的壓力為零,
由牛頓第二定律,得mg=m
代入數(shù)據(jù)得R=0.4m
(2)由牛頓第二定律F=ma得
a=
=μgcosθ-gsinθ=0.4m/s
2由v=v
0+at得
t=
=5s
答:(1)傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度v為2m/s,主動(dòng)輪的半徑R為0.4m.
(2)煤塊在傳送帶上由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間t為5s.