Question

10只相同的輪子并排水平排列，圓心分別為O₁、O₂、O₃…O₁₀，已知O₁O₁₀＝3.6m，水平轉(zhuǎn)軸通過圓心，輪子均繞軸以n＝±的轉(zhuǎn)速順時針轉(zhuǎn)動。現(xiàn)將一根長0.8m、質(zhì)量為2.0kg的勻質(zhì)木板平放在這些輪子的左側(cè)，木板左端恰好與O₁豎直對齊（如圖所示），木板與輪子間的動摩擦因數(shù)為0.16，不計軸與輪間的摩擦，g取10m/s²。求：

（1）木板在輪子上水平移動的總時間；

（2）輪子由于傳送木板所多消耗的能量。

 

Answer 1

【答案】

（1）2.5s（2）5.12J

【解析】

試題分析：（1）輪子轉(zhuǎn)動的線速度： 

板運動的加速度： 

所以板在輪子上做勻加速運動的時間： 

板在做勻加速運動中所發(fā)生的位移： 

板在做勻速運動的全過程中發(fā)生的位移為： 

板運動的總時間為： 

（2）由功能關(guān)系知：輪子在傳送木板的過程中所多消耗的能量一部分轉(zhuǎn)化成了木板的動能，另一部分因克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，即

木板獲得的動能：    

摩擦力做功產(chǎn)生的內(nèi)能：   

木板與輪子間的相對位移： 

輪子多消耗的能量：   

聯(lián)立上述四個方程解得： 

考點：牛頓定律及運動公式的應(yīng)用；能量守恒定律。