中学物理题_斜槽怎么放?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/06 10:31:51
某轴承厂有一条滚珠传送带,传送带与水平面间的夹角为θ,上方A处有一滚珠送料口,欲使滚珠从送料口沿摩擦的斜槽最快地送到传送带上,应采取的措施是
A.沿AB所在的竖直方向安放斜槽

B.过A点向传送带做垂线,得垂足C,应沿AC方向安放斜槽

C.考虑路程和加速度两方面的因素,应在AB和AC之间某一适应位置安放斜槽

D.上述三种方法,滚珠滑到传送带上所用的时间相同
B为A点的正下方,B在传送带上.
此道题目的正确答案是C.但不知理由,请详细些!

楼主,你的题目中没有“B”啊。

新答案:

楼主请在纸上画一个斜面(传送带),与水平方向成θ角,然后在斜面上方画一 A点,做垂直向下的直线交斜面于B点,做垂直于斜面的直线交斜面与C点。

这样AC 与AB的夹角也是θ.

再来分析 AB以及AC两个方向上的钢珠下降的时间(可以认为钢珠滚下来没有摩擦力)。AB方向: S(路程)=AB,加速度 a=g,所以所用时间 与路程的关系 AB=0.5*g*(t)^2. t为到达传送带的时间。

在AC方向,S= AB×cosθ, 沿斜面向下的力= mg*cosθ, 所以沿斜面向下的加速度为 g*cosθ, 这样 时间与路程的关系为 AB*cosθ=0.5*g*cosθ*t^2, 两边消除 cosθ,可以发现也是 AB=0.5*g*t^2.

也就是说AB和AC两个方向上的时间是相等的。跟θ角的大小没有关系。

AB和AC是什么关系? AB是垂直向下的线段,是直角三角形ABC的斜边, AC是直角三角形的一个直边。 C角为直角。

AB和AC上运动的时间跟θ没有关系,这说明什么?这说明了只要以AB为斜边的任意直角三角形,钢珠沿其直角边下降的时间都是相等的。

那么你在AB和AC的中间画一个线段AD,与AB形成直角三角形ABD,D为直角,那么沿AD下降的时间跟AB是一样的,当然,跟AC也是一样的。 AD与AB之间的夹角beta<θ角。
AD显然长于A点沿AD方向到斜面的距离,也就是说,D点是在斜面的下面,所以沿着AD方向到达斜边的时间小于钢珠到达D点的时间(如果能够穿过斜面的话),也就小于AB和AC方向的时间。

这证明了在AB和AC之间安放斜槽后,钢珠的下降时间要短于AB与AC方向。

那么AB与AC方向以外呢?超过AC外,钢珠下降的加速度减小,而距离却比AC长,所以时间长。超过AB外,同样也是加速度比AB方向减小而距离比AB长,所以时间也比AB方向长。所以最短的时间是发生在AB与AC之间。

至于在具体那个点时间最短,想想也可以知道跟 A点到斜面