某仓库采用自动化传送装置运送货物。如图所示,工人借助机器设备推动质量
的货物,使其在光滑水平面上获得初速度v,货物从A点滑上长度
, 倾角
, 动摩擦因数
的倾斜传送带,并从传送带最高点B点进入右侧半径为
的
光滑圆弧轨道,最终落在右侧水平柜台上。整个过程中货物可看做质点,水平面和圆弧面均与传送带平滑连接,不考虑货物通过A点和B点时的能量损失。(
,
)(1)若传送带静止,为使货物能运动到B点,v至少要多大?
(2)若货物在水平面上的速度
, 传送带以
的速度顺时针传动,传送带为了将其传送到B点,需多消耗多少电能?
(3)已知传送带速度如(2)问,要使货物经B点后能沿圆弧轨道下滑一段距离,初速度v需满足什么条件?经研究发现,当货物的初速度v在一定范围内变化时,其在圆弧轨道上滑过的轨迹长度相同,求此轨迹对应的圆心角余弦值?
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