如图所示,在水平匀速运动的传送带的左端(P点),轻放一质量为m=1kg的物块,物块随传送带运动到A点后水

2025-05-16 15:11:59
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(1)物块从A运动到B的竖直速度由:

v
=2gh
可得:vy=4m/s
物块运动到B点时的速度方向与水平方向成53°,可得水平速度即物块离开A点的速度为:
vA=vx=vycot53°=3m/s
故物块离开A点时水平初速度的大小为3m/s.
(2)由于vB=
v
+
v
=
32+42
m/s
=5m/s
由几何知识可知水平面到C的距离为:h1=0.4m
据机械能守恒定律:mgh1+
1
2
m
v
=
1
2
m
v

设轨道对物块的支持力为FN
则有:FN-mg=m
v
R

由以上两式得:FN=43N
故由牛顿第三定律得物块对轨道的压力为:FN′=43N.
(3)因为传送带的速度比物块离开传送带的速度大,所以物块在传送带上一直处于加速运动,
由Ff=ma=μmg和
v
=2ax

可得:x=PA=1.5m,即PA间的距离为1.5m.
(4)根据能量守恒定律可知,带动皮带的电动机因传送物体做的功等于摩擦力做功和物体离开皮带的动能之后.
所以:W=μmgx+
1
2
m
v
=0.3×1×10×1.5J+
1
2
×1×32J=9J
答:(1)物块离开A点时水平初速度的大小3m/s;
(2)物块经过C点时对轨道压力的大小43N;
(3)设物块与传送带间的动摩擦因数为0.3,传送带的速度为5m/s,求PA间的距离1.5m.
(4)带动皮带的电动机因传送物体做的功9J.