Question

【题目】如图是利用传送带装运煤块的示意图.其中传送带长l=6m,倾角θ=37°,煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.8,传送带的主动轮和从动轮半径相等.主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖直高度H=1.8m,与运煤车车厢中心的水平距离x=l.2m.现在传送带底端由静止释放一些煤块(可视为质点).质量m=5kg,煤块在传送带的作用下运送到高处.要使煤块在轮的最高点水平抛出并落在车厢中心.取g=10m／s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求：

(1)煤块在轮的最高点水平抛出时的速度.

(2)主动轮和从动轮的半径R；

(3)电动机运送煤块多消耗的电能.

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】（ l ）由平抛运动的公式，得：
x=vt
H=gt2
代入数据解得：．
（2）要使煤块在轮的最高点做平抛运动，则煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零，由牛顿第二定律，得：mg=m
代入数据，得：

（3）由牛顿第二定律F=ma得
a=μgcosθ-gsinθ=0.8×10×0.8-10×0.6=0.4m/s2
由v=v0+at得，加速过程时间

根据s=at2 得，S=5m
S带=vt=2×5=10m
△S=S带-S=10-5=5m
由能量守恒得：
E=mgLsin37°+mv2+f△S=5×10×6×0.6+×5×4+0.8×50×0.8×5J=350J．