如圖5-8-3，傳送皮帶與水平面夾角為30°，以2 m/s的恒定速度順時(shí)針運(yùn)行.現(xiàn)將一質(zhì)量為10 kg的工件輕放于底端，經(jīng)一段時(shí)間送到高2 m的平臺(tái)上，工件與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=，求帶動(dòng)皮帶的電動(dòng)機(jī)由于傳送工件多消耗的電能.

圖5-8-3

解析：首先要弄清什么是電動(dòng)機(jī)“多消耗的電能”.當(dāng)皮帶空轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)會(huì)消耗一定的電能.現(xiàn)將一工件置于皮帶上，在摩擦力作用下，工件的動(dòng)能和重力勢(shì)能都要增加；另外，滑動(dòng)摩擦力做功還會(huì)使一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱，這兩部分能量之和，就是電動(dòng)機(jī)多消耗的電能.設(shè)工件向上運(yùn)動(dòng)距離s時(shí)，速度達(dá)到傳送帶的速度為v，由動(dòng)能定理：-mgssin30°+μmgcos30°·s=0-mv2.

    代入數(shù)據(jù)，解得s=0.8 m.

    說(shuō)明工件未到達(dá)平臺(tái)時(shí)，速度已達(dá)到v，

    所以工件動(dòng)能的增量為：ΔEk=mv2=20 J

    工件重力勢(shì)能增量為：ΔEp=mgh=200 J

    在工件加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中平均速度為v=v/2，因此工件的位移是皮帶運(yùn)動(dòng)距離s′的1/2，即s′=2s=1.6 m.

    由于滑動(dòng)摩擦力做功而增加的內(nèi)能：

ΔE=fΔs=mgcos30°(s′-s)=60 J

    電動(dòng)機(jī)多消耗的電能為：ΔEk+ΔEp+ΔE=280 J.

答案：280 J

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：

如圖所示為貨場(chǎng)使用的傳送帶的模型，傳送帶傾斜放置，與水平面夾角為θ=37°，傳送帶AB長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，傳送皮帶輪以大小為υ=2m/s的恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．一包貨物以υ0=12m/s的初速度從A端滑上傾斜傳送帶，若貨物與皮帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，且可將貨物視為質(zhì)點(diǎn)．
（1）求貨物剛滑上傳送帶時(shí)加速度為多大？
（2）經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間貨物的速度和傳送帶的速度相同？這時(shí)貨物相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)了多遠(yuǎn)？
（3）從貨物滑上傳送帶開始計(jì)時(shí)，貨物再次滑回A端共用了多少時(shí)間？（g=10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖1所示，質(zhì)量為M的滑塊A放在氣墊導(dǎo)軌B上，C為速度傳感器，它能將滑塊A滑到導(dǎo)軌最低點(diǎn)時(shí)的速度實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上，整個(gè)裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，設(shè)斜面高度為h．啟動(dòng)氣源，滑塊A自導(dǎo)軌頂端由靜止釋放，將斜面的高度、滑塊通過(guò)傳感器C時(shí)的對(duì)應(yīng)速度記入表中． （g取9.8m/s2）
實(shí)驗(yàn)序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7
斜面高度h（cm） 10 20 30 40 50 60 70
傳感器示數(shù)v（m/s） 1.40 1.98 2.42 2.80 2.90 3.47 3.70
v2（m2/s2） 1.96 3.92 5.86 7.84 8.41 12.04 13.69
（1）選擇適當(dāng)?shù)奈锢砹吭趫D2中所示的坐標(biāo)紙上作出能直觀反映滑塊經(jīng)傳感器時(shí)的速度與斜面高度的關(guān)系圖象；
（2）要由此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，所需的器材有速度傳感器（帶電源、計(jì)算機(jī)、導(dǎo)
線），滑塊，氣墊導(dǎo)軌（帶氣源），高度可以調(diào)節(jié)的斜面，此外還需的器材有
A
A

A．毫米刻度尺  B．天平  C．秒表   D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器   E．彈簧測(cè)力計(jì)
（3）由圖象分析滑塊沿氣墊導(dǎo)軌下滑時(shí)機(jī)械能是否守恒．若守恒，說(shuō)明判斷機(jī)械能守恒的依據(jù)，若不守恒，分析機(jī)械能不守恒的原因
圖線過(guò)原點(diǎn)且斜率k=2g，表明機(jī)械能守恒
圖線過(guò)原點(diǎn)且斜率k=2g，表明機(jī)械能守恒

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示為糧食倉(cāng)庫(kù)中常用的皮帶傳輸裝置示意圖，它由兩臺(tái)皮帶傳送機(jī)組成，一臺(tái)水平傳送，A、B兩端相距L1=3m；另一臺(tái)傾斜傳送，傳送帶與地面間的傾角θ=370，C、D兩端相距L2=4.45m，B、C相距很近．水平傳送帶以v0=5m/s沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)．現(xiàn)將質(zhì)量為m=10kg的一袋大米無(wú)初速度的放在A端，它隨傳送帶到達(dá)B點(diǎn)后，速度大小不變的傳到傾斜傳送帶的C端．米袋與兩傳送帶之間的動(dòng)摩擦因素均為μ=0.5，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．
（1）米袋在AB上加速時(shí)加速度多大？
（2）若傾斜傳送帶CD不轉(zhuǎn)動(dòng)，則米袋沿傳送帶CD所能上滑的最大距離是多少？
（3）若傾斜傳送帶CD以v=4m/s的速率沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則米袋從C端運(yùn)動(dòng)到D端的時(shí)間為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

實(shí)驗(yàn)題
（1）如圖1所示，質(zhì)量為M的滑塊A放在氣墊導(dǎo)軌B上，C為速度傳感器，它能將滑塊A滑到導(dǎo)軌最低點(diǎn)時(shí)的速度實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上，整個(gè)裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，設(shè)斜面高度為h．啟動(dòng)氣源，滑塊4自導(dǎo)軌頂端由靜止釋放，將斜面的高度、滑塊通過(guò)傳感器C時(shí)的對(duì)應(yīng)速度記人表中．（g取9.8m/s2）
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實(shí)驗(yàn)序號(hào) 1 2 3 4 5 6
斜面高度h（cm） 10 20 30 40 50 60
傳感器示數(shù)v（m/s） 1.40 1.98 2.42 2.80 2.90 3.43
v2（m2/s2） 1.96 3.92 5.86 7.84 8.41 11.76
①要由此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，所需的器材有速度傳感器（帶電源、計(jì)算機(jī)、導(dǎo)線），滑塊，氣墊導(dǎo)軌（帶氣源），髙度可以調(diào)節(jié)的斜面，此外還需的器材有
 
；
A、毫米刻度尺 　　　B、天平　　 C．秒表 　D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 E彈簧測(cè)力計(jì)
②選擇適當(dāng)?shù)奈锢砹吭谌鐖D2中所示的坐標(biāo)紙上作出能直觀反映滑塊經(jīng)傳感器時(shí)的速度與斜面髙度的關(guān)系圖象；（需標(biāo)出橫縱坐標(biāo)所代表的物理量）
③由圖象分析滑塊沿氣墊導(dǎo)軌下滑時(shí)機(jī)械能是否守恒．若守恒，說(shuō)明機(jī)械能守恒的依據(jù)，若不守恒，說(shuō)明機(jī)械能不守恒的原因．你的結(jié)論是
 
；
（2）測(cè)一個(gè)待測(cè)電阻Rx（約200Ω）的阻值，除待測(cè)電阻外，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：
電源E：電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì)；
電流表A1 量程0～10mA、內(nèi)阻r1約為50Ω；
電流表A2：量程0～50μA、內(nèi)阻r2=1000Ω；
滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值20Ω、額定電流2A；
電阻箱R2：阻值范圍0～9999Ω
①由于沒有提供電壓表，為了測(cè)定待測(cè)電阻上的電壓，應(yīng)選電流表
 
與電阻箱R2連接，將其改裝成電壓表．
②對(duì)于下列測(cè)量Rx的四種電路圖（如圖3），為了測(cè)量準(zhǔn)確且方便應(yīng)選圖
 
．
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③實(shí)驗(yàn)中將電阻箱R2的阻值調(diào)到4000Ω，再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，兩表的示數(shù)如圖4所示，可測(cè)得待測(cè)電阻Rx的測(cè)量值是
 
Ω
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