Question

如圖所示是一皮帶傳輸裝載機械示意圖．井下挖掘工將礦物無初速放置于沿圖示方向運行的傳送帶A端，被傳輸?shù)侥┒薆處，再沿一段圓形軌道到達(dá)軌道的最高點C處，然后水平拋到貨臺上．已知半徑為R=0.4m的圓形軌道與傳送帶在B點相切，O點為半圓的圓心，BO、CO分別為圓形軌道的半徑，礦物m可視為質(zhì)點，傳送帶與水平面間的夾角θ=370，礦物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.8，傳送帶勻速運行的速度為v0=8m/s，傳送帶AB點間的長度為SAB=45m．若礦物落點D處離最高點C點的水平距離為SCD=2m，豎直距離為hCD=1.25m，礦物質(zhì)量m=50kg，sin370=0.6，g=10m/s2，不計空氣阻力．求：

（1）礦物到達(dá)B點時的速度大�。�

（2）礦物到達(dá)C點時對軌道的壓力大�。�

（3）礦物由B點到達(dá)C點的過程中，克服阻力所做的功。

Answer 1

【答案】（1）礦物到達(dá)B點時的速度大小是6m/s；

（2）礦物到達(dá)C點時對軌道的壓力大小是1500N；

（3）礦物由B點到達(dá)C點的過程中，克服阻力所做的功是140J。

【解析】

（1）假設(shè)礦物在AB段始終處于加速狀態(tài)，由動能定理可得

代入數(shù)據(jù)得

由于，故假設(shè)成立，礦物B處速度為6m/s；

（2）設(shè)礦物對軌道C處壓力為F，由平拋運動知識可得、

代入數(shù)據(jù)得礦物到達(dá)C處時速度

由牛頓第二定律可得

代入數(shù)據(jù)得

根據(jù)牛頓第三定律可得所求壓力；

（3）礦物由B到C過程，由動能定理得

代入數(shù)據(jù)得

即礦物由B到達(dá)C時克服阻力所做的功是140J。

【考點】動能定理；牛頓第二定律；平拋運動；向心力