圖示為一利用傳輸帶輸送貨物的裝置．物塊（視為質(zhì)點(diǎn)）自平臺(tái)經(jīng)斜面滑到一以恒定速度V運(yùn)動(dòng)的水平長(zhǎng)傳輸帶上，再由傳輸帶輸送到遠(yuǎn)處目的地．已知斜面高h(yuǎn)=2.0m，水平邊長(zhǎng)L=4.0m，傳輸帶寬d=2.0m，傳輸帶的運(yùn)動(dòng)速度V=3.0m/s，物塊與斜面間的摩擦系數(shù)μ1=0.30，物塊自斜面頂端下滑的初速度為零，沿斜面下滑的速度方向與傳輸帶運(yùn)動(dòng)方向垂直．設(shè)斜面與傳輸帶接觸處為非常小的一段圓弧，使得物塊通過(guò)斜面與傳輸帶交界處時(shí)其速度的大小不變．重力加速度g=10m/s2．
（1）為使物塊滑到傳輸帶上后不會(huì)從傳輸帶邊緣脫離，物塊與傳輸帶之間的摩擦系數(shù)μ2至少為多少？
（2）假設(shè)傳輸帶由一帶有穩(wěn)速裝置的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，與電機(jī)連接的電源的電動(dòng)勢(shì)E=200V，內(nèi)阻可忽略；電機(jī)的內(nèi)阻R=10Ω，傳輸帶空載（無(wú)輸送貨物）時(shí)工作電流I0=2.0A，求當(dāng)貨物的平均流量（單位時(shí)間里輸送的貨物質(zhì)量）穩(wěn)定在η=
640
9
kg/s時(shí)，電機(jī)的平均工作電流等于多少？假設(shè)除了貨物與傳輸帶之間的摩擦損耗和電機(jī)的內(nèi)阻熱損耗外，其它部分的能量損耗與傳輸帶上的貨物量無(wú)關(guān)．
（1）令m表示物塊的質(zhì)量，物塊在斜面上滑動(dòng)的加速度為：
a=
mgsinθ-μ1mgcosθ
m
=g(sinθ-μ1cosθ)
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移關(guān)系，物塊在斜面上滑動(dòng)距離為x=
h
sinθ
，所以有：
v0=
2ax
=
2g(sinθ-μ1cosθ)
h
sinθ
=
2gh(1-μ1costθ)

由題意知，cotθ=
L
h

所以所以物塊滑到底端的速度為：
v0=
2×10×2(1-0.3×
4
2
)
m/s=4m/s
以傳輸帶為參照系，物塊滑到傳輸帶的初速度大小為：
v′0=
v20
+V2
=5.0m/s

運(yùn)動(dòng)方向與傳輸帶邊緣的夾角α滿足tanα=
v0
v
=
4
3
，sinα=
v0
v0′
=
4
5

物塊在傳輸帶上作減速運(yùn)動(dòng)，其加速度大小為：a′=
μ2mg
m
=μ2g
當(dāng)物塊與傳輸帶相對(duì)靜止時(shí)在傳輸帶上運(yùn)動(dòng)的距離為：s′=
v
′20
2a′
=
v
′20
2μ2g

物塊不超過(guò)傳輸帶寬的邊緣對(duì)應(yīng)的最小摩擦系數(shù)μ2應(yīng)滿足：s′sinα=
v
′20
sinα
2μ2g
=d
因此可得：μ2=
v0′2sinα
2gd
=
52?
4
5
2×10×2
=0.5
（2）由題意知物體對(duì)傳輸帶的摩擦力大小為：
F=μ2?
ηg
μ2g
v0′=ηv0′
方向與v0′的方向相同．從地面參考系來(lái)看，傳輸帶速度為v，單位時(shí)間內(nèi)物塊對(duì)傳輸帶所做的功
W=-Fvcosα
因此負(fù)載所引起的附加功率為：△P=-W=ηv2=
640
9
×32W=640W
考慮到無(wú)負(fù)載時(shí)電機(jī)的輸出功率為：P0=I0E-
I20
R=2×200-22×10W=360W
所以有負(fù)載時(shí)電機(jī)的輸出功率為：P=P0+△P=1000W
設(shè)有負(fù)載時(shí)的工作電流為I，則有：P=IE-I2R
代入P和E、R數(shù)值可解得：I=10A．
答：（1）滿足要求的μ2至少為0.5；
（2）電機(jī)的平均工作電流為10A．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

（1）某同學(xué)用圖丙所示裝置做“驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)．
①該同學(xué)從打出的紙帶上比較清晰的點(diǎn)跡起，每5個(gè)點(diǎn)跡取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（即相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間都有4個(gè)未畫出的點(diǎn)跡），標(biāo)出了A、B、C、D四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，各計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離如圖甲所示．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.020s，則實(shí)驗(yàn)中該小車的加速度a=______m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
②該同學(xué)選用質(zhì)量不同的A、B小車分別做實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了圖乙所示的兩條a-F圖線，根據(jù)圖線可知A車的質(zhì)量______B車的質(zhì)量．（選填“大于”或“小于”）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，細(xì)線的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為θ的光滑斜面體頂端，細(xì)線與斜面平行．在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小球始終靜止在斜面上，小球受到細(xì)線的拉力T和斜面的支持力為FN分別為（重力加速度為g）（　　）
A．T=m（gsinθ+acosθ）FN=m（gcosθ-asinθ）
B．T=m（gsinθ+acosθ）FN=m（gsinθ-acosθ）
C．T=m（acosθ-gsinθ）FN=m（gcosθ+asinθ）
D．T=m（asinθ-gcosθ）FN=m（gsinθ+acosθ）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

用3N的水平拉力拉一個(gè)物體沿水平地面運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的加速度為1m/s2，改用4N的水平拉力拉時(shí)，它的加速度為2m/s2，那么改用5N的水平拉力拉它時(shí)，加速度將是______m/s2，物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)是______．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

冬奧會(huì)冰壺比賽中，冰壺在水平冰面上的運(yùn)動(dòng)可視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)一質(zhì)量m=20kg的冰壺從被運(yùn)動(dòng)員推出到靜止共用時(shí)t=20s，運(yùn)動(dòng)的位移x=30m，取g=10m/s2，求：冰壺在此過(guò)程中
（1）所受重力的大��；
（2）平均速度的大�。�
（3）所受阻力的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，一小球從靜止沿斜面以恒定的加速度滾下來(lái)，依次通過(guò)A、B、C三點(diǎn)，已知AB=12m，AC=32m，小球通過(guò)AB、BC所用的時(shí)間均為2s，則：
（1）求出小球下滑時(shí)的加速度？
（2）斜面A點(diǎn)以上部分至少有多長(zhǎng)？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

設(shè)想能創(chuàng)造一理想的沒(méi)有阻力的環(huán)境，一個(gè)人用水平力推停泊在海面的萬(wàn)噸巨輪，則從理論上可以說(shuō)（　　）
A．巨輪慣性太大，所以完全無(wú)法拖動(dòng)
B．由于巨輪慣性很大，要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間后才會(huì)產(chǎn)生加速度
C．一旦施力于巨輪，巨輪同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)加速度
D．一旦施力于巨輪，巨輪同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)速度

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

下列關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的說(shuō)法中，正確的是（　　）
A．沒(méi)有外力作用時(shí)，物體不會(huì)運(yùn)動(dòng)，這是牛頓第一定律的體現(xiàn)
B．物體受合外力越大，運(yùn)動(dòng)得越快，這是符合牛頓第二定律的
C．直線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力突變時(shí)，速度的大小和方向也會(huì)發(fā)生突變
D．物體所受合外力最大時(shí)，速度可能為零

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，光滑圓管形軌道AB部分平直，BC部分是處于豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓，圓管截面半徑r＜＜R．有一質(zhì)量為m、半徑比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圓管，問(wèn)：
（1）若要使小球能從C端出來(lái)，初速度v0多大？
（2）在小球從C端出來(lái)的瞬間，對(duì)管壁壓力有哪幾種典型情況？初速v0各應(yīng)滿足什么條件？

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同步練習(xí)冊(cè)答案