如圖5所示，皮帶的速度是3 m/s，兩皮帶輪的圓心距離s=4.5 m.現(xiàn)將m=1 kg 的小物體輕放到左輪正上方的皮帶上，物體與皮帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.15.電動機帶動皮帶將物體從左輪運送到右輪正上方時，電動機消耗的電能是___________J.

圖5

9


解析:

電動機做功，將電能轉(zhuǎn)化為物體的動能和物體與皮帶間由于摩擦而轉(zhuǎn)化的內(nèi)能.其中摩擦力對物體做的功轉(zhuǎn)化為物體的動能，而系統(tǒng)的內(nèi)能為Q=μmgl(l為物體與皮帶間的相對位移）.

物體在相對滑動過程中，在摩擦力作用下做勻加速運動，則a==μg=1.5 m/s2

相對滑動時間t= s=2 s

物體對地面的位移  s1=at2=×1.5×22 m=3 m

摩擦力對物體做的功  W1=mvt2=×1×9 J=4.5 J

物體與皮帶間的相對位移  l=vtt-s1=(3×2-3) m=3 m

發(fā)熱部分的能量  W2=μmgl=0.15×1×10×3 J=4.5 J

從而，由功能關(guān)系得電動機消耗的電能為E=W1+W2=9 J.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?金華二模）傳送帶以恒定速度v=4m/s順時針運行，傳送帶與水平面的夾角θ=37°．現(xiàn)將質(zhì)量m=2kg的小物品輕放在其底端（小物品可看成質(zhì)點），平臺上的人通過一根輕繩用恒力F=20N拉小物品，經(jīng)過一段時間物品被拉到離地高為H=1.8m的平臺上，如圖所示．已知物品與傳送帶這間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
①物品從傳送帶底端運動到平臺上所用的時間是多少？
②若在物品與傳送帶達到同速瞬間撤去恒力F，求特品還需多少時間離開皮帶？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5-3-14所示，直流電動機的軸與圓盤中心相連，電鍵S斷開時，電壓表的示數(shù)為12.6 V.電鍵S閉合時，電流表的示數(shù)為2 A，電壓表的示數(shù)為12 V.圓盤半徑為5 cm，測速計測得轉(zhuǎn)速為50 r/s，兩彈簧秤示數(shù)各為7.27 N和6.10 N.問：

圖5-3-14

（1）電動機的輸入功率、輸出功率、效率各為多少?

（2）拉緊皮帶可使電動機停轉(zhuǎn)，此時電壓表、電流表的示數(shù)又各為多少?電動機的輸入功率又為多大?

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖10所示，直流電動機M串聯(lián)在直流電路中，其軸與圓盤中心O相連，圓盤半徑為5.0 cm，一皮帶繞過圓盤邊緣，兩端通過彈簧秤拉緊.開關(guān)S斷開時，電壓表的讀數(shù)為12.6 V;開關(guān)S接通后，使兩彈簧秤的讀數(shù)差保持為2.0 N，這時電流表的讀數(shù)為2.00 A，電壓表的讀數(shù)為12.0 V，測速計測得圓盤的角速度為180 rad/s.求：

圖10

（1）電動機的輸出功率、效率各為多少？

（2）拉緊皮帶使電動機停轉(zhuǎn)片刻，此時電壓表、電流表的讀數(shù)各為多少？電動機的輸入功率為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5-3-14所示，直流電動機的軸與圓盤中心相連，電鍵S斷開時，電壓表的示數(shù)為12.6 V.電鍵S閉合時，電流表的示數(shù)為2 A，電壓表的示數(shù)為12 V.圓盤半徑為5 cm，測速計測得轉(zhuǎn)速為50 r/s，兩彈簧秤示數(shù)各為7.27 N和6.10 N.問：

圖5-3-14

（1）電動機的輸入功率、輸出功率、效率各為多少?

（2）拉緊皮帶可使電動機停轉(zhuǎn)，此時電壓表、電流表的示數(shù)又各為多少?電動機的輸入功率又為多大?

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5-2-15所示，直流電動機的軸與圓盤中心相連，電鍵S斷開時，電壓表的示數(shù)為12.6 V.電鍵S閉合時，電流表的示數(shù)為2 A，電壓表的示數(shù)為12 V.圓盤半徑為5 cm，測速計測得轉(zhuǎn)速為50 r/s，兩彈簧秤示數(shù)各為7.27 N和6.10 N.

圖5-3-15

問：(1)電動機的輸入功率、輸出功率、效率各為多少?

(2)拉緊皮帶可使電動機停轉(zhuǎn)，此時電壓表、電流表的示數(shù)又各為多少?電動機的輸入功率又為多大?

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