(完整word版)高考物理滑块和传送带问题及答案.docx

一、滑块问题

1．如图所示，有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上，木板质量为M=4kg，长为L=1.4m；木板右端放着一小滑块，小滑块质量为 m=1kg ，其尺寸远小于 L 。小滑块与木板之间的动摩

擦因数为

0.4 (g 10m / s2 )

（1）现用恒力 F作用在木板 M 上，为了使得 m能从 M 上面滑落下来，问： F大小的范围是什么？

（2）其它条件不变，若恒力

F=22.8 牛顿，且始终作用在 M 上，最

终使得 m能从 M 上面滑落下来。问：m在M 上面滑动的时间是多大？

解析：（ 1）小滑块与木板间的滑动摩擦力

f Nmg

小滑块在滑动摩擦力f作用下向右匀加速运动的加速度

a1 f / m g4m / s2木板在拉力 F和滑动摩擦力 f作用下向右匀加速运动的加速度

a2( F f ) / M 使 m能从 M 上面滑落下来的条件是

a2a1

即 (F f ) / M f / m 解得 F( M m) g20N

（ 2）设 m在 M 上滑动的时间为 t，当恒力 F=22.8N ，木板的加速度

a2( F f ) / M 4.7m / s2

）

小滑块在时间 t内运动位移S

1

a1t 2/ 2

木板在时间 t内运动位移S

2

a2t 2/ 2

因S

2S1L即 4.7t 2 / 24t 2 / 2 1.4解得 t2s

2．长为 1.5m 的长木板 B 静止放在水平冰面上，小物块 A 以某一初速度从木板 B 的左端滑上长木板 B，直到 A、B 的速度达到相同，此时 A、B 的速度为 0.4m/s，然后 A、B 又一

起在水平冰面上滑行了8.0cm 后停下．若小物块 A 可视为质点，它与长木板 B 的质量相同， A、 B 间的动摩擦因数μ1

．求：（取 g=10m/s2）v

=0.25

（ 1）木块与冰面的动摩擦因数．A B （2）小物块相对于长木板滑行的距离．

（3）为了保证小物块不从木板的右端滑落，小物块滑上长木板的初速度应为多大？

解析：（ 1） A、 B 一起运动时，受冰面对它的滑动摩擦力，做匀减速运动，加速度

v222

a g 1.0m/s解得木板与冰面的动摩擦因数μ=0.10

2s

（ 2）小物块 A 在长木板上受木板对它的滑动摩擦力，做匀减速运动，加速度

a1=μ1g=2.5m/s2

小物块 A 在木板上滑动，木块 B 受小物块 A 的滑动摩擦力和冰面的滑动摩擦力，做匀加速运动，有μ1mg－μ2(2m)g=ma2解得加速度 a2=0.50m/s2

设小物块滑上木板时的初速度为v10，经时间 t 后 A、 B 的速度相同为 v

由长木板的运动得 v=a2t ，解得滑行时间t

v

0.8s a2

小物块滑上木板的初速度v

10=v＋a t=2.4m/s

1

小物块 A 在长木板 B 上滑动的距离为s s s v t 1 a t21

a t2 0.96m

12012122

（ 3）小物块 A 滑上长木板的初速度越大，它在长木板 B 上相对木板滑动的距离越大，

当滑动距离等于木板长时，物块 A 达到木板 B 的最右端，两者的速度相等（设为v′)，这种情况下 A 的初速度为保证不从木板上滑落的最大初速度，设为v0．

有 v0 t 1

a1t 2

1

a2t 2L 22

v0 v a1t v a2t

由以上三式解得，为了保证小物块不从木板的右端滑落，小物块滑上长木板的初速度不大于最大初速度v02( a1a2 ) L 3.0m/s

动力学中的传送带问题

一、传送带模型中要注意摩擦力的突变

①滑动摩擦力消失②滑动摩擦力突变为静摩擦力③滑动摩擦力改变方向二、传送带

模型的一般解法

①确定研究对象；

②分析其受力情况和运动情况，（画出受力分析图和运动情景图），注意摩擦力突变对物体

运动的影响；

③分清楚研究过程，利用牛顿运动定律和运动学规律求解未知量。

难点疑点：传送带与物体运动的牵制。牛顿第二定律中 a 是物体对地加速度，运动学公式中S是物体对地的位移，这一点必须明确。

分析问题的思路：初始条件→相对运动→判断滑动摩擦力的大小和方向→分析出物体受的合

外力和加速度大小和方向→由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力及运动状态的

改变。

一、水平放置运行的传送带

1．如图所示，物体 A 从滑槽某一高度滑下后又滑上粗糙的水平传送带，传送带静止不动时，

A 滑至传送带最右端的速度为v1，需时间 t1，若传送带逆时针转动， A 滑至传送带最右

端的速度为 v2，需时间 t2，则（）

A ． v 1 v 2 ,t 1 t 2

B ． v 1 v 2 ,t 1 t 2

C ． v 1 v 2 ,t 1

t 2

D ． v 1

v 2 ,t 1 t 2

2．如图 7 所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度 v 1 沿顺时 针方向转动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，一物体以

恒定速度 v 2 沿直线向左滑向传送带后，

经过一段时间又反回光滑水平

面，速率为 v 2′

，则下列说法正确的是： （

）

′

B ． 若 v 1 >v 2 时, ′

= v 2

A ．只有 v 1= v 2 时 ,才有 v 2 = v 1

则 v 2

C ．若 v 1

′

.

则 v 2 = v 2 D ．不管 v 2 多大 ,v 2 = v 2

3．物块从光滑斜面上的 P 点自由滑下通过粗糙的静止水平传送带 P

后落到地面上的 Q 点．若传送带的皮带轮沿逆时针方向匀速转动，

使传送带随之运动， 如图所示，物块仍从 P 点自由滑下， 则（

）

A ．物块有可能落不到地面

B ．物块将仍落在 Q 点

Q

C ．物块将会落在 Q 点的左边

D ．物块将会落在 Q 点的右边

4．（ 2003 年·江苏理综）水平传送带被广泛地应用于机场和火车

站，用于对旅客的行李进行安全检查右图为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带 A 、B

始终保持 v=1m/s 的恒定速率运行； 一质量为 m=4kg 的行李无初速地放在 A 处，传送带对行

李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，

随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直

线运动 .设行李与传送带间的动摩擦因数

μ=0.1， AB 间的距离 l=2m ， g 取 10m ／ s 2．

（ 1）求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小；

（ 2）求行李做匀加速直线运动的时间；

（ 3）如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到 B 处．求行李从 A 处传送

到 B 处的最短时间和传送带对应的最小运行速率．

5．（ 16 分）如图 17 所示，水平传送带的长度

L=5m ，皮带轮的

v 0

半径 R=0.1m ，皮带轮以角速度 顺时针匀速转动。 现有一小物

体（视为质点）以水平速度

v 0 从 A 点滑上传送带，越过

B 点后

做平抛运动，其水平位移为S 。保持物体的初速度 v 0 不变，多

次改变皮带轮的角速度 ，依次测量水平位移

S ，得到如图 18

所示的 S —

图像。回答下列问题：

图 17

0 10 rad /s 时，物体在 A 、 B 之间做什么运动？

S/m

（ 1）当 3

（ 2）B 端距地面的高度 h 为多大？

1

（ 3）物块的初速度 v 0 多大？

10

30

图 18

6．（ 2006 年·全国理综Ⅰ）一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视

为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为

μ．起始时，传送带与煤块都是静止的．现让

/rad/s