10.某工廠為將工件從A處傳送至C處,設(shè)計(jì)如圖所示的傳送裝置,其中AB段是水平的,BC段是傾斜的,A、C間的水平距離L=20m,高度差h=3m.已知工件與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,傳送時(shí)將工件(可看成質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶上A處,求
(1)若設(shè)計(jì)θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),要將工件從A處傳送至C處,傳送帶勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速率至少是多大?
(2)若要求工件在BC段與傳動(dòng)帶不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),傳送帶勻速傳動(dòng)的速率為6m/s.則傳送帶水平段AB的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度范圍是多少?

分析 (1)當(dāng)工件到達(dá)B點(diǎn)時(shí)與傳送帶共速,工件從B到C做勻減速運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)速度減為零時(shí),傳送帶具有最小的速度,根據(jù)動(dòng)能定理求得最小速度
(2)求得在斜面上剛好不發(fā)生滑動(dòng)時(shí)的最大傾角,即可求得AB的最大長(zhǎng)度,根據(jù)能達(dá)到傳送帶的最大速度即可求得最短距離

解答 解:(1)由題意可知,當(dāng)工件到達(dá)B點(diǎn)時(shí)與傳送帶共速,工件從B到C做勻減速運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)速度減為零時(shí),傳送帶具有最小的速度,設(shè)傳送帶的最小速度為vmin
根據(jù)動(dòng)能定理可知$μmgcos•\frac{h}{sinθ}$-mgh=0-$\frac{1}{2}m{v}_{min}^{2}$
解得vmin=$\sqrt{20}$m/s
(2)若工件在BC段與傳送帶不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),則斜面的傾角最大為θm
mgsinθm=μmgcosθm
則傳送帶水平段AB的最大長(zhǎng)度${x}_{m}=L-\frac{h}{tan{θ}_{m}}$
解得xm=14m
當(dāng)工件從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)恰好與傳送帶共速,傳送帶水平段AB有最小長(zhǎng)度$μmg{x}_{min}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$
解得
xmin=3.6m
傳送帶水平段AB的長(zhǎng)度范圍3.6m≤x≤14m
答:(1)若設(shè)計(jì)θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),要將工件從A處傳送至C處,傳送帶勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速率至少是$\sqrt{20}$m/s;
(2)傳送帶水平段AB的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度范圍是3.6m≤x≤14m.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵理清工件在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合動(dòng)能定理,關(guān)鍵是抓住臨界條件,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

20.在真空中的xOy平面內(nèi),有一磁感強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).過(guò)原點(diǎn)O的直線MN是磁場(chǎng)的邊界,其斜率為k.在坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一電子源,能在xOy平面內(nèi)朝某一方向向磁場(chǎng)發(fā)射不同速率的電子,電子的質(zhì)量為m、電荷量為q,電子重力不計(jì).
(1)若某一電子從MN上的A點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度方向平行于x軸,AO的距離為L(zhǎng),求電子射入磁場(chǎng)時(shí)的速率;
(2)若在直線MN的右側(cè)加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫出),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E;保持電子源向磁場(chǎng)發(fā)射電子的速度方向不變,調(diào)節(jié)電子源,使射入磁場(chǎng)的電子速率在0和足夠大之間均有分布.請(qǐng)畫出所有電子第一次到達(dá)MN右側(cè)最遠(yuǎn)位置所組成的圖線;并通過(guò)計(jì)算求出任一電子第一次到達(dá)MN右側(cè)最遠(yuǎn)位置的橫坐標(biāo)x和縱坐標(biāo)y的關(guān)系式.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

1.如圖所示,一細(xì)束白光通過(guò)玻璃三棱鏡折射后分為各種單色光,對(duì)其中a、b兩種色光,下列說(shuō)法正確的是 ( 。
A.a色光的頻率大于b色光的頻率
B.b色光在該玻璃三棱鏡中的速度大于a色光的速度
C.a色光的波長(zhǎng)大于b色光的波長(zhǎng)
D.若分別讓a、b兩種色光通過(guò)同一雙縫干涉裝置,則a色光形成的干涉條紋的間距較大
E.若讓a、b兩種色光以相同的入射角從某介質(zhì)射向真空,b色光恰能發(fā)生全反射,則a色光也一定能發(fā)生全反射

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

18.設(shè)一對(duì)靜止的正、負(fù)電子湮滅后產(chǎn)生兩個(gè)光子A和B,已知電子質(zhì)量為m,真空中光速為c,普朗克常量為h,則光子A的頻率是$\frac{m{c}^{2}}{h}$;若測(cè)量得光子A的波長(zhǎng)為λ,則光子B的動(dòng)量大小為$\frac{h}{λ}$.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.如圖所示,小車沿水平做勻加速直線運(yùn)動(dòng),車上固定的兩硬桿與豎直方向的夾角相等,兩桿頂端分別固定著質(zhì)量相等的小球,則兩小球受到硬桿的作用力( 。
A.大小與方向均相同B.大小與方向均不同
C.大小相同,方向不同D.大小不同,方向相同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

3.如圖所示,兩塊平行極板AB、CD正對(duì)放置,極板CD的正中央有一小孔,兩極板間距離AD為d,板長(zhǎng)AB為2d,兩極板間電勢(shì)差為U,在ABCD構(gòu)成的矩形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向水平向右.在ABCD矩形區(qū)域以外有垂直于紙面向里的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng).極板厚度不計(jì),電場(chǎng)、磁場(chǎng)的交界處為理想邊界.將一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子在極板AB的正中央O點(diǎn),由靜止釋放.不計(jì)帶電粒子所受重力.
(1)求帶電粒子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后,從極板CD正中央小孔射出時(shí)的速度大;
(2)為了使帶電粒子能夠再次進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),且進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向與電場(chǎng)方向垂直,求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,并畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖.
(3)通過(guò)分析說(shuō)明帶電粒子第二次離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的位置,并求出帶電粒子從O點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到第二次離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域所經(jīng)歷的總時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

10.如圖所示,用外力先后以速度v1和v2勻強(qiáng)向右把一正方形線圈拉出有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,v2=3v1,在先后兩次拉出的過(guò)程中( 。
A.線圈中的感應(yīng)電流之比I1:I2=3:1
B.作用在線圈上的外力大小之比F1:F2=1:3
C.線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1:Q2=1:9
D.通過(guò)線圈某截面的電荷量之比q1:q2=1:3

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

7.如圖甲所示,水平面上兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌平行固定放置,間距為L(zhǎng),一端通過(guò)導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接.導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿,金屬桿、導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì),勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向下.用與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上,桿最終將做勻速運(yùn)動(dòng).當(dāng)改變拉力的大小時(shí),相對(duì)應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)速度v也會(huì)變化,v和F的關(guān)系如圖乙所示.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.金屬桿在勻速運(yùn)動(dòng)之前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B.a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)
C.由圖象可以得出B、L、R三者的關(guān)系式為$\frac{{B}^{2}{L}^{2}}{R}$=$\frac{3}{2}$
D.當(dāng)恒力F=4N時(shí),電阻R上消耗的最大電功率為4W

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

8.如圖所示,兩根相距L=1m、單位長(zhǎng)度電阻R0=0.1Ω/m的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一絕緣水平面上,左端與阻值R=0.1Ω的電阻相連.MP、AB、CD、EF之間間距均為L(zhǎng)=1m,虛線AB右側(cè)空間存在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化關(guān)系為:Bt=(0.2+0.1t)T.導(dǎo)體棒開(kāi)始時(shí)在外力作用下靜止于CD處,導(dǎo)體棒電阻不計(jì).
(1)求通過(guò)導(dǎo)體棒的電流大小和方向;
(2)若導(dǎo)體棒在外力作用下以v=2m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng),在t=0時(shí)刻剛好經(jīng)過(guò)CD處,已知導(dǎo)體棒中同
時(shí)產(chǎn)生了感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì),求此時(shí)導(dǎo)體棒所受的安培力大。
(3)在第(2)問(wèn)的情境下,求導(dǎo)體棒從CD勻速運(yùn)動(dòng)到EF的過(guò)程中安培力所做的功.

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同步練習(xí)冊(cè)答案