皮带的转速是3m/s,两轮轴心距离s=4.5m,现将m=1kg的小物体轻放在左轮正上方皮带上,物体与皮带间的动摩擦

题目

皮带的转速是3m/s,两轮轴心距离s=4.5m,现将m=1kg的小物体轻放在左轮正上方皮带上,物体与皮带间的动摩擦
因数u=0.15，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求这一过程电动机消耗电能是多少？（g=10m/s)

答案

物体的加速度大小a=μmg／m=μg=1.5m／s²,
速度到达v=3m／s,加速的时间t=(v-0)／a=2s.
通过的距离x1=1/2at^2=3m＜4.5m
可见物体先加速运动,然后匀速运动,匀速运动的位移为x2=1.5m.
由动能定理得：μmgx1=Ek-0
则物体的最大动能Ek= μmgx1=4.5J
这一过程产生的热量Q=μmgΔx = 4.5J 其中△x=Vt-x1=3*2-3=3m是皮带和物体间的相对位移,这一过程电动机消耗的电能E等于物块获得的动能加产生的热量 E=Ek+Q=9J