传送带中电动机该如何做功

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传送带中电动机该如何做功
作者：刘成刚
来源：《中学物理·高中》2014年第05期
求解传送带传送工件时，电动机所做的功，是学生辅导用书中常有的题型.这类问题的解答，资料中都是从功能关系，能量转化与守恒的角度分析的.这种思路简洁快速，但由于未能
从电动机的牵引力做功的过程去体会，学生很难从根本上理解.下面笔者将从一道较简单的此
类问题情景出发，着眼于电动机的牵引力的改变过程，从功的定义出发进行较为详细地分析.
问题情景如图1所示，一台皮带传送机，皮带在电动机的带动下以v=2.4 m/s的恒定速率水平运动.其中A是主动轮，B是从动轮.今在皮带左端轻轻地放上质量为m=2.5 kg的工件，经时间t=1.2 s将工件传送到[TP4GW158.TIF，Y#]右端，传送距离为x=2.4 m，传送过程中可使
工件达到与传送带相对静止.求电动机因传送工件所做的功.
解析先分析转送带不放工件时的情景.传送带如图2示方向运转时，由于传送带相对从动轮B有顺时针方向运动趋势，因此，水平传送带要受到轮B对它水平向左的静摩擦力，设其
大小设为F1，同理，水平[TP4GW159.TIF，Y#]传送带将受到主动轮A对它水平向右的静摩擦力，这正是转送带空载时电动机的牵引力，设此种情况下其力大小为F0，如图2所示.由于皮带以恒定速率水平运动，因此，不放工件时，一定有F0=F1.。