2020高三物理二轮复习 专题三十传送带问题探究与应用测试
高中物理【传送带问题】(含经典习题)
牛顿第二定律的应用---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.1212,v v t t><B.1212,v v t t<<C.1212,v v t t>>D.1212,v v t t==2.如图7所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1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v2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v2′,则下列说法正确的是:()A.只有v1= v2时,才有v2′= v1B.若v1 >v2时, 则v2′= v2C.若v1 <v2时, 则v2′= v2D.不管v2多大,v2′= v2.3.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C.物块将会落在Q点的左边D.物块将会落在Q点的右边PQ4.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/s2.(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.二、倾斜放置运行的传送带5.如图所示,传送带与地面倾角θ=37°,从AB长度为16m,传送带以10m/s的速率逆时针转动.在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:物体从A运动到B需时间是多少?(思考:物体从A运动到B在传送带上滑过的痕迹长?)6.如图所示,传送带两轮A、B的距离L=11 m,皮带以恒定速度v=2 m/s运动,现将一质量为m的物块无初速度地放在A端,若物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.8,传送带的倾角为α=37°,那么物块m从A端运到B端所需的时间是多少?(g取10 m/s2,cos37°=0.8)三、组合类的传送带7.如图所示的传送皮带,其水平部分AB长s AB=2m,BC与水平面夹角θ=37°,长度s BC=4m,一小物体P与传送带的动摩擦因数 =0.25,皮带沿A至B方向运行,速率为v=2m/s,若把物体P放在A点处,它将被传送带送到C点,且物体P不脱离皮带,求物体从A点被传送到C点所用的时间.(sin37°=0.6,g=l0m/s2)牛顿第二定律的应用----传送带问题参考答案一、水平放置运行的传送带1.D 提示:物体从滑槽滑至末端时,速度是一定的.若传送带不动,物体受摩擦力方向水平向左,做匀减速直线运动.若传送带逆时针转动,物体受摩擦力方向水平向左,做匀减速直线运动.两次在传送带都做匀减速运动,对地位移相同,加速度相同,所以末速度相同,时间相同,故D .2.B3.B 提示:传送带静止时,物块能通过传送带落到地面上,说明滑块在传送带上一直做匀减速运动.当传送带逆时针转动,物块在传送带上运动的加速度不变,由2202t v v as =+可知,滑块滑离传送带时的速度v t 不变,而下落高度决定了平抛运动的时间t 不变,因此,平抛的水平位移不变,即落点仍在Q 点.4.【答案】(1)4N ,a =lm/s 2;(2)1s ;(3)2m/s解析:(1)滑动摩擦力F =μmg① 以题给数值代入,得F =4N② 由牛顿第二定律得F =ma ③代入数值,得a =lm/s 2 ④(2)设行李做匀加速运动的时间为t ,行李加速运动的末速度v=1m /s .则 v =at ⑤代入数值,得t =1s⑥(3)行李从A 匀加速运动到B 时,传送时间最短.则2min 12l at = ⑦代入数值,得min 2s t =⑧ 传送带对应的运行速率V min =at min ⑨代人数据解得V min =2m/s⑩ 二、倾斜放置运行的传送带5.【答案】2s解析:物体的运动分为两个过程,一个过程在物体速度等于传送带速度之前,物体做匀加速直线运动;第二个过程是物体速度等于传送带速度以后的运动情况,其中速度相同点是一个转折点,此后的运动情况要看mgsinθ与所受的最大静摩擦力,若μ<tanθ,则继续向下加速.若μ≥tanθ,则将随传送带一起匀速运动,分析清楚了受力情况与运动情况,再利用相应规律求解即可.本题中最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小.物体放在传送带上后,开始的阶段,由于传送带的速度大于物体的速度,传送带给物体一沿传送带向下的滑动摩擦力F ,物体受力情况如图所示.物体由静止加速,由牛顿第二定律得a 1=10×(0.6+0.5×0.8)m/s 2=10m/s 2物体加速至与传送带速度相等需要的时间1110s=1s 10v t a ==, t 1时间内位移21115m 2s a t ==.由于μ<tanθ,物体在重力情况下将继续加速运动,当物体速度大于传送带速度时,传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力F .此时物体受力情况如图所示,由牛顿第二定律得:222sin cos ,2m/s mg mg ma a θμθ-==.设后一阶段物体滑至底端所用的时间为t 2,由 222212L s vt a t -=+,解得t 2=1s ,t 2=-11s (舍去).所以物体由A→B 的时间t=t 1+t 2=2s .6.解析:将物体放在传送带上的最初一段时间内物体沿传送带向上做匀加速运动 由牛顿第二定律得μmg cos37°-mg sin37°=ma则a =μg cos37°-g sin37°=0.4 m/s 2物体加速至2 m/s 所需位移s 0=v 22a =222×0.4m =5 m<L 经分析可知物体先加速5 m再匀速运动s =L -s 0=6 m.匀加速运动时间t 1=v a =20.4s =5 s. 匀速运动的时间t 2=s v =62s =3 s. 则总时间t =t 1+t 2=(5+3) s =8 s.答案:8 s三、组合类的传送带7.【答案】2.4s解析:物体P 随传送带做匀加速直线运动,当速度与传送带相等时若未到达B ,即做一段匀速运动;P 从B 至C 段进行受力分析后求加速度,再计算时间,各段运动相加为所求时间.P 在AB 段先做匀加速运动,由牛顿第二定律11111,,N F ma F F mg v a t μμ====, 得P 匀加速运动的时间110.8s v v t a gμ===. 22111112110.8m,22AB s a t gt s s vt μ===-=, 匀速运动时间120.6s AB s s t v-==. P 以速率v 开始沿BC 下滑,此过程重力的下滑分量mg sin37°=0.6mg ;滑动摩擦力沿斜面向上,其大小为μmg cos37°=0.2mg .可见其加速下滑.由牛顿第二定律233cos37cos37,0.44m/s mg mg ma a g μ︒-︒===,233312BC s vt a t =+,解得t 3=1s (另解32s t '=-,舍去). 从A 至C 经过时间t =t 1+t 2+t 3=2.4s .。
运动与力的关系专题之传送带问题(典型例题分析+专项训练)附详细解析
牛顿第二定律的运用之传送带问题一、传送带水平放,传送带以一定的速度匀速转动,物体轻放在传送带一端,此时物体可能经历两个过程——匀加速运动和匀速运动。
【例题1】在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带,当旅客把行李放到传送带上时,传送带对行李的摩擦力使行李开始运动,最后行李随传送带一起前进,设传送带匀速前进的速度为0.6m/s,质量为4.0kg的皮箱在传送带上相对滑动时,所受摩擦力为24N,那么,这个皮箱无初速地放在传送带上后,求:(1)经过多长时间才与皮带保持相对静止?(2)传送带上留下一条多长的摩擦痕迹?【答案】分析:(1)行李在传送带上先做匀加速直线运动,当速度达到传送带的速度,和传送带一起做匀速直线运动(2)传送带上对应于行李最初放置的一点通过的位移与行李做匀加速运动直至与传送带共同运动时间内通过的位移之差即是擦痕的长度解答:解:(1)设皮箱在传送带上相对运动时间为t,皮箱放上传送带后做初速度为零的匀加速直线运动,由牛顿运动定律:皮箱加速度:a==m/s2=6m/s2由v=at 得t==s=0.1s(2)到相对静止时,传送带带的位移为s1=vt=0.06m皮箱的位移s2==0.03m摩擦痕迹长L=s1--s2=0.03m(10分)所以,(1)经0.1s行李与传送带相对静止(2)摩擦痕迹长0.0.03m二、传送带斜放,与水平方向的夹角为θ,将物体轻放在传送带的最低端,只要物体与传送带之间的滑动摩擦系数μ≥tanθ,那么物体就能被向上传送。
此时物体可能经历两个过程——匀加速运动和匀速运动。
【例题2】如图2—4所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s的速度顺时针转动,在传送带下端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.9,已知传送带从A→B的长度L=50m,则物体从A到B需要的时间为多少?解:物体放上传送带后,开始一段时间t1内做初速度为0的匀加速直线运动,对小物体受力分析如下图所示:可知,物体所受合力F合=f-Gsinθ又因为f=μN=μmgcosθ所以根据牛顿第二定律可得:此时物体的加速度a===m/s2=1.2m/s2当物体速度增加到10m/s时产生的位移x===41.67m因为x<50m所以=8.33s所以物体速度增加到10m/s后,由于mgsinθ<μmgcosθ,所以物体将以速度v做匀速直线运动故匀速运动的位移为50m-x,所用时间所以物体运动的总时间t=t1+t2=8.33+0.83s=9.16s答:物体从A到B所需要的时间为9.16s.三、传送带斜放,与水平方向的夹角为θ,将物体轻放在传送带的顶端,物体被向下传送。
2020年物理高考专题复习 传送带专题
【例1】物块M 在静止的传送带上匀速下滑时,传送带突然转动,传送带转动的方向如图中箭头所示。
则传送带转动后( )A .M 将减速下滑B .M 仍匀速下滑C .M 受到的摩擦力变小D .M 受到的摩擦力变大【例2】如图所示,质量为m 的物体在水平传送带上由静止释放,传送带由电动机带动,始终保持以速度v 匀速运动,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,物体过一会儿能保持与传送带相对静止,对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程,下列说法正确的是( )A .电动机多做的功为mv 2B .摩擦力对物体做的功为12mv 2 C .传送带克服摩擦力做功为12mv 2 D .电动机增加的功率为μ mgv【例3】一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行。
现将一个木炭包无初速地放在传送带的最左端,木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹。
下列说法中正确的是( )A .黑色的径迹将出现在木炭包的左侧B .木炭包的质量越大,径迹的长度越短C .传送带运动的速度越大,径迹的长度越短D .木炭包与传送带间动摩擦因数越大,径迹的长度越短传送带专题:动能定理结合传送带问题的重要应用,学习传送带问题的解题规则和方法如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。
初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。
若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图像(以地面为参考系)如图乙所示。
已知v2>v1,则( )A.t2时刻,小物块离A处的距离达到最大B.t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大C.0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D.0~t2时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用【例5】如图所示,在水平匀速运动的传送带的左端(P点),轻放一质量为m=1kg的物块随传送带运动到A点后水平抛出,物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑。
B、D为圆弧的两端点,其连线水平。
高三物理二轮复习专题之物体在传送带上运动问题
t= t1+ t2=0.67s
(4)在传送带顺时针匀速转动的情况下(传 送带运动方向和物体运动方向一致),讨论物 体到达B端的速度和传送带速度的关系。 a、V带≤2m/s 物体始终减速 VB=2m/s V B= V 带
b、2m/s ≤ V带≤10m/s
c、10m/s ≤ V带≤14m/s d、 V带≥14m/s
•
答案:
L
V0
2
( a0 g )
2 a0 g
3.物体在倾斜传送带上的运动
• • • • • • •
(1)物体轻放底端,传送带运动方向向上 (2)物体以一定的初速度滑上传送带 (3)物体轻放顶端 ①传送带静止 ②传送带向上运动 ③传送带向下运动 注意:摩擦力大小和方向的突变、μ=tanθ
• 例、如图,传送带与水平地面向的夹角为37°, 以10m/s的速率匀速转动,在传送带上端轻放一 质量为0.5kg的物块,它与传送带的动摩擦因数为 0.5,传送带两轮间的距离高为16m,则物体从传 送带上端滑到下端的时间有可能是( BD )
当20rad/s ≤ω≤28rad/s时, 5m/s ≤v皮≤7m/s, 物体在传送带上先加速,然后以ωR匀速运动 当ω≥28rad/s时, v皮≥ 7m/s, 物体在传送带上一直加速 s /m vB /ms-1
3.5 2.5 1.5 1.0 0.5 0 7 5
ω/rads-1
4
8 16 20 28
v0 =at 在这段时间内,传送带运动的路程为: S0 =v0 t =2S 则传送带对小箱做功为 W=f S=½· mv02 传送带克服摩擦力做功W0=f S0=2×½·mv02
两者之差就是摩擦力做功产生的热量 Q=½· mv02 或 Q= f △S= f(S0- S)
2020年高考物理专题精准突破 动力学中的传送带问题(解析版)
2020年高考物理专题精准突破专题动力学中的传送带问题【专题诠释】1.水平传送带模型2.倾斜传送带模型【高考领航】【2019·全国卷Ⅲ】如图a,物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。
t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力。
细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图b所示,木板的速度v与时间t的关系如图c所示。
木板与实验台之间的摩擦可以忽略。
重力加速度取10 m/s2。
由题给数据可以得出()A .木板的质量为1 kgB .2~4 s 内,力F 的大小为0.4 NC .0~2 s 内,力F 的大小保持不变D .物块与木板之间的动摩擦因数为0.2【答案】 AB【解析】 木板和实验台间的摩擦忽略不计,由题图b 知,2 s 后木板滑动,物块和木板间的滑动摩擦力大小F 摩=0.2 N 。
由题图c 知,2~4 s 内,木板的加速度大小a 1=0.42m/s 2=0.2 m/s 2,撤去外力F 后的加速度大小a 2=0.4-0.21m/s 2=0.2 m/s 2,设木板质量为m ,据牛顿第二定律,对木板有:2~4 s 内:F -F 摩=ma 1,4 s 以后:F 摩=ma 2,解得m =1 kg ,F =0.4 N ,A 、B 正确。
0~2 s 内,木板静止,F =f ,由题图b 知,F 是均匀增加的,C 错误。
因物块质量不可求,故由F 摩=μm 物g 可知动摩擦因数不可求,D 错误。
【技巧方法】1. 涉及传送带的动力学问题分析时抓住两个时刻(1)初始时刻,比较物块速度与传送带速度关系,判断物块所受的摩擦力性质与方向,进而判断物块开始阶段的运动性质。
(2)物块与传送带速度相同时刻,再次判断物块所受的摩擦力性质与方向,进而判断下阶段物块的运动性质。
2. 涉及传送带的动力学问题分析时注意一个问题:要判断物块速度与传送带速度相同时,物块有没有完成整个运动过程。
高考物理——传送带问题专题归类(含答案解析)完整版.doc
传送带问题归类分析传送带是运送货物的一种省力工具,在装卸运输行业中有着广泛的应用,本文收集、整理了传送带相关问题,并从两个视角进行分类剖析:一是从传送带问题的考查目标(即:力与运动情况的分析、能量转化情况的分析)来剖析;二是从传送带的形式来剖析.(一)传送带分类:(常见的几种传送带模型)1.按放置方向分水平、倾斜和组合三种;2.按转向分顺时针、逆时针转两种;3.按运动状态分匀速、变速两种。
(二)传送带特点:传送带的运动不受滑块的影响,因为滑块的加入,带动传送带的电机要多输出的能量等于滑块机械能的增加量与摩擦生热的和。
(三)受力分析:传送带模型中要注意摩擦力的突变(发生在v物与v带相同的时刻),对于倾斜传送带模型要分析mgsinθ与f的大小与方向。
突变有下面三种: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;(四)运动分析:1.注意参考系的选择,传送带模型中选择地面为参考系;2.判断共速以后是与传送带保持相对静止作匀速运动呢?还是继续加速运动?3.判断传送带长度——临界之前是否滑出?(五)传送带问题中的功能分析1.功能关系:W F=△E K+△E P+Q。
传送带的能量流向系统产生的内能、被传送的物体的动能变化,被传送物体势能的增加。
因此,电动机由于传送工件多消耗的电能就包括了工件增加的动能和势能以及摩擦产生的热量。
2.对W F 、Q 的正确理解(a )传送带做的功:W F =F·S 带 功率P=F× v 带 (F 由传送带受力平衡求得) (b )产生的内能:Q=f·S 相对(c )如物体无初速,放在水平传送带上,则在整个加速过程中物体获得的动能E K ,因为摩擦而产生的热量Q 有如下关系:E K =Q=2mv 21传 。
一对滑动摩擦力做的总功等于机械能转化成热能的值。
而且这个总功在求法上比一般的相互作用力的总功更有特点,一般的一对相互作用力的功为W =f 相s 相对,而在传送带中一对滑动摩擦力的功W =f 相s ,其中s 为被传送物体的实际路程,因为一对滑动摩擦力做功的情形是力的大小相等,位移不等(恰好相差一倍),并且一个是正功一个是负功,其代数和是负值,这表明机械能向内能转化,转化的量即是两功差值的绝对值。
2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练:传送带模型的动力学问题(word 包含答案)
2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练传送带模型的动力学问题一、单项选择题1、如图所示为粮袋的传送装置,已知A、B两端间的距离为L,传送带与水平方向的夹角为θ,工作时运行速度为v,粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ,正常工作时工人在A端将粮袋放到运行中的传送带上.设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度大小为g.关于粮袋从A到B的运动,以下说法正确的是( )A.粮袋到达B端的速度与v比较,可能大,可能小或也可能相等B.粮袋开始运动的加速度为g(sin θ-μcos θ),若L足够大,则以后将以速度v做匀速运动C.若μ≥tan θ,则粮袋从A端到B端一定是一直做加速运动D.不论μ大小如何,粮袋从A端到B端一直做匀加速运动,且加速度a≥gsin θ2、在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带.当旅客把行李放到传送带上时,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动.随后它们保持相对静止,行李随传送带一起前进.设传送带匀速前进的速度为0.25 m/s,把质量为5 kg的木箱静止放到传送带上,由于滑动摩擦力的作用,木箱以6 m/s 2的加速度前进,那么这个木箱放在传送带上后,传送带上将留下的摩擦痕迹约为 ( )A .5 mmB .6 mmC .7 mmD .10 mm3、已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ,以一定的速度匀速运动.某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图a 所示),以此时为t =0时刻纪录了小物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系,如图b 所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向,其中两坐标大小v 1>v 2).已知传送带的速度保持不变,g 取10 m/s 2.则下列判断正确的是( )A .0~t 1内,物块对传送带做正功B .物块与传送带间的动摩擦因数为μ,μ<tan θC .0~t 2内,传送带对物块做功为W =12mv 22-12mv 21D .系统产生的热量一定比物块动能的减少量大4、如图所示,一水平的浅色长传送带上放置一质量为m 的煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ.初始时,传送带与煤块都是静止的.现让传送带以恒定的加速度a 开始运动,当其速度达到v 后,便以此速度做匀速运动.经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动,关于上述过程,以下判断正确的是(重力加速度为g)( )A .μ与a 之间一定满足关系μ≥a gB .黑色痕迹的长度为a -μg v 22a 2 C .煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为v μgD .煤块与传送带由于摩擦而产生的热量为mv 225、如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角θ=30°,传送带在电动机的带动下,始终以v =7 m/s 的速率转动,现把一质量为4 kg 的工件(可看为质点)轻轻放在传送带的底端,经一段时间后工件被传送到高度h=8 m的顶端,已知工件与传送带间的动摩擦因数为μ=3 2,g取10 m/s2,在这段时间内,工件的速度v、位移x、加速度a、所受合外力F随时间t变化的图象正确的是( )6、如图所示,质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针运动时(v1<v2),绳中的拉力分别为F1、F2,物体受到的摩擦力分别为F f1、F f2,则下列说法正确的是( )A.F f1<F f2B.物体所受摩擦力方向向右C.F1=F2D.F f1=μmg7、如图所示,水平传送带沿顺时针方向以恒定速率v0匀速转动,传送带的右侧上方固定一挡板,在t=0时刻,将一滑块轻轻放在传送带的左端,当滑块运动到挡板所在的位置时,与挡板发生碰撞,已知碰撞时间极短,不计碰撞过程中的能量损失,某同学画出了滑块从t =0时刻到与挡板第二次碰撞前的v-t图象,其中可能正确的是( )8、如图所示,倾角为θ的足够长传送带沿顺时针方向转动,转动速度大小为v1.一个物块从传送带底端以初速度大小v2(v2>v1)上滑,同时物块受到平行于传送带向上的恒力F作用,物块与传送带间的动摩擦因数μ=tan θ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则物块运动的v -t图象不可能是( )二、多项选择题9、如图所示,水平传送带A、B两端相距s=3.5 m,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1.工件滑上A端瞬时速度v A=4 m/s,到达B 端的瞬时速度设为v B,则(g取10 m/s2)( )A.若传送带不动,则v B=3 m/sB.若传送带以速度v=4 m/s逆时针匀速转动,v B=3 m/sC.若传送带以速度v=2 m/s顺时针匀速转动,v B=3 m/sD.若传递带以速度v=2 m/s顺时针匀速转动,v B=2 m/s10、如图所示,倾斜的传送带顺时针匀速转动,一物块从传送带上端A滑上传送带,滑上时速率为v1,传送带的速率为v2,且v2>v1,不计空气阻力,动摩擦因数一定,关于物块离开传送带的速率v和位置,下面可能的是( )A.从下端B离开,v>v1B.从下端B离开,v<v1C.从上端A离开,v=v1D.从上端A离开,v<v111、如图所示,绷紧的长为6 m的水平传送带,沿顺时针方向以恒定速率v1=2 m/s运行.一小物块从与传送带等高的光滑水平台面滑上传送带,其速度大小为v2=5 m/s.若小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10 m/s2,下列说法中正确的是( )A.小物块在传送带上先向左做匀减速直线运动,然后向右做匀加速直线运动B.若传送带的速度为5m/s,小物块将从传送带左端滑出C.若小物块的速度为4m/s,小物块将以2 m/s的速度从传送带右端滑出D.若小物块的速度为1m/s,小物块将以2 m/s的速度从传送带右端滑出12、如图所示,传送带带面AB与水平面间夹角为α=37°,物块与传送带之间动摩擦因数为0.5,传送带保持匀速运转.现将物块由静止放到传送带中部,A、B间距离足够大(即物块可与带面等速,且物块与带面等速时,物块尚未到达A或B).下列关于物块在带面AB上的运动情况的分析正确的是 ( )A.若传送带沿顺时针方向匀速运转,物块沿传送带向上加速滑动B.若传送带沿顺时针方向匀速运转,物块沿传送带向下加速滑动C.若传送带沿逆时针方向匀速运转,物块加速度的大小先为10 m/s2,后为0D.若传送带沿逆时针方向匀速运转,物块加速度的大小先为10 m/s2,后为2 m/s213、如图所示,三角形传送带以1 m/s的速度逆时针匀速转动,两边倾斜的传送带长都是2 m,且与水平方向的夹角均为37°.现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1 m/s的初速度沿传送带下滑,两物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.下列判断正确的是( )A.物块A、B同时到达传送带底端B.物块B到达传送带底端的速度为3 m/sC.物块A下滑过程中相对传送带的路程为3 mD.物块B下滑过程中相对传送带的路程为3 m14、如图所示,水平传送带以恒定速度v 向右运动。
2020年高考回归复习—力学解答题之传送带模型 含解析
高考回归复习—力学解答题之传送带模型1.如图所示,水平传送带以v=4m/s的速度匀速转动,传送带两端的长度L=8m.现在传送带左端A无初速度竖直释放某一可视为质点的物块,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,试求:(g=10m/s2)(1)物块刚放上传送带时物块的加速度a;(2)物块由传送带左端A运动到右端B的总时间;(3)若传送带匀速转动的速度可调,则传送带至少以多大速度v min运行,物块从A端到B端运动时间才最短?2.用与水平方向夹角为30°的倾斜传送带将质量为0.2kg的小煤块从高处运往低处,传送带两皮带轮轴心间的距离为L=22m,若传送带不动,将煤块从传送带顶端无初速度释放,滑到底端需用时4.69s().(g=10m/s2)求:(1)煤块与传送带之间的滑动摩擦力大小;(2)现让传送带的两轮逆时针转动,使传送带保持以4m/s的速度运行,将煤块无初速度地放到传送带顶端,求煤块到达传送带底端所用的时间。
并求出此种情况下煤块在传送带上留下的黑色痕迹长度.3.如图所示,一水平方向的传送带以恒定速度v=2m/s沿顺时针方向匀速转动,传送带右端固定着一光滑的四分之一圆弧轨道,并与圆弧下端相切.一质量为m=1kg的物体自圆弧轨道的最高点由静止滑下,圆弧轨道的半径为R=0.45m,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,不计物体滑过圆弧轨道与传送带交接处时的能量损失,传送带足够长,g取10m/s2.求:(1)物体第一次滑到圆弧轨道下端时,对轨道的压力大小F N;(2)物体从第一次滑上传送带到离开传送带的过程中,摩擦力对传送带做的功W,以及由于摩擦而产生的热量Q.4.如下图所示,在水平匀速运动的传送带的左端(P点),轻放一质量为m=1kg的物块,物块随传送带运动到A点后水平抛出,恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑.B、D为圆弧的两端点,其连线水平.已知圆弧半径R=1.0m,圆弧对应的圆心角θ=106°,轨道最低点为C,A点距水平面的高度h=0.8m.(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:(1)物块离开A点时水平初速度的大小;(2)物块经过C点时对轨道压力的大小;(3)设物块与传送带间的动摩擦因数为0.3,传送带的速度为5m/s,求PA间的距离.5.如图所示,质量为M=1kg的小木块随水平传送带一起以v=2m/s的速度向左匀速运动,传送带两端A、B间距为L=0.8m,小木块与传送带的动摩擦因数μ=0.5.当木块运动到最左端A点时,一颗质量为m=20g 的子弹,以v0=300m/s的水平向右的速度射入木块,并在极短的时间内穿出,穿出速度v m=50m/s,重力加速度g取10m/s2.求:(1)子弹穿出小木块时小木块的速度v M;(2)子弹射穿小木块过程中产生的热量Q;(3)小木块在传送带上运动的时间.6.如图所示,传送带与水平面之间的夹角θ=30°,其上A、B两点间的距离L=5m,传送带在电动机的带动下以v=1m/s的速度匀速运动.现将一质量m=10kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点,已知小物体与传送之间的动摩擦因数μ=32,在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中,求:(取g=10m/s2)(1)物体刚开始运动的加速度大小;(2)物体从A到B运动的时间;(3)传送带对小物体做的功;(4)电动机做的功。
高考物理第二轮复习传送带新题赏析课后练习
第23讲 传送带2020新题赏析题一:传送带现已广泛应用于机场、商店等公共场所,为人们的生活带来了很多的便利。
如图所示,一长度L =7 m 的传送带与水平方向间的夹角α=30°,在电动机带动下以v =2 m/s 的速率顺时针匀速转动。
在传送带上端接有一个斜面,斜面表面与传送带表面都在同一平面内。
将质量m =2 kg 可视作质点的物体无初速地放在传送带底端,物体经传送带作用后能到达斜面顶端且速度为零。
若物体与传送带及物体与斜面间的动摩擦因数都为μ=235,g =10 m/s 2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)物体在从传送带底端运动到斜面顶端过程中传送带对物体所做的功; (2)传送带上方所接的斜面长度。
题二:如图所示,传送带A 、B 之间的距离为L =3.2 m ,与水平面间夹角θ=37°,传送带沿顺时针方向转动,速度恒为v =2 m/s ,在上端A 点无初速放置一个质量为m =1 kg 、大小可视为质点的金属块,它与传送带的动摩擦因数为μ=0.5,金属块滑离传送带后,经过弯道,沿半径 R =0.4 m 的光滑圆轨道做圆周运动,刚好能通过最高点E ,已知B 、D 两点的竖直高度差为h =0.5 m (g 取10 m/s 2)。
试求:(1)金属块经过D 点时的速度;(2)金属块在BCD 弯道上克服摩擦力做的功。
题三:如图所示,四分之一圆轨道OA 与传送带相切相连,下方的CD 水平轨道与他们在同一竖直面内。
圆轨道OA 的半径R =1.25 m ,传送带长S =2.25 m ,圆轨道OA 光滑,AB 与CD 间的高度差为h 。
一滑块从O 点静止释放,当滑块经过B 点时(无论传送带是否运动),静止在CD 上的长为L =43m 的木板(此时木板的末端在B 点的正下方)在F =12 N 的水平恒力作用下起动,此时滑块落入木板中。
已知滑块与传送带的摩擦因数μ1=0.2,木板的质量M =1 kg ,木板与CD 间的摩擦因数为μ2=0.4,g 取10 m/s 2。
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传送带问题一、传送带问题中力与运动情况分析1、水平传送带上的力与运动情况分析例 1水平传送带被广泛地应用于车站、码头,工厂、车间。
如图所示为水平传送带装置示意图,绷紧的传送带 AB 始终保持v0= 2 m/s 的恒定速率运行,一质量为m的工件无初速度地放在 A 处,传送带对工件的滑动摩擦力使工件开始做匀加速直线运动,设工件与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2 ,AB 的之间距离为L= 10m ,g 取 10m/s 2.求工件从 A 处运动到 B 处所用的时间.例 2:如图甲所示为车站使用的水平传送带的模型,传送带长L= 8m,以速度v= 4m/s 沿顺时针方向匀速转动,现有一个质量为m= 10kg 的旅行包以速度 v0= 10m/s 的初速度水平地滑上水平传送带.已知旅行包与皮带间的动摩擦因数为μ=0.6 ,则旅行包从传送带的 A 端到 B 端所需要的时间是多少?(g= 10m/s 2 ,且可将旅行包视为质点.)图甲例 3、如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图,绷紧的传送带始终保持 3.0m / s 的恒定速率运行,传送带的水平部分 AB 距水平地面的高度为 h=0.45m. 现有一行李包(可视为质点 )由 A 端被传送到 B 端,且传送到B 端时没有被及时取下,行李包从 B 端水平抛出,不计空气阻力,g 取 10 m/s 2(1)若行李包从 B 端水平抛出的初速 v= 3.0m/ s,求它在空中运动的时间和飞出的水平距离;(2) 若行李包以v0= 1.0m / s 的初速从 A 端向右滑行,包与传送带间的动摩擦因数μ=0.20,要使它从 B 端飞出的水平距离等于(1)中所求的水平距离,求传送带的长度L 应满足的条件?LA Bh例 4 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。
初始时,传送带与煤块都是静止的。
现让传送带以恒定的加速度a0开始运动,当其速度达到v0后,便以此速度做匀速运动,经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。
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难点形成的原因:1、对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何,等等,这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清;2、对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动,判断错误;3、对于物体在传送带上运动过程中的能量转化情况考虑不全面,出现能量转化不守恒的错误过程。
1、水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,如图所示为一水平传送带装置示意图.绷紧的传送带AB 始终保持恒定的速率v =1 m/s 运行,一质量为m =4 kg 的行李无初速度地放在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.设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,A 、B 间的距离L =2 m ,g 取10 m/s 2.(1)求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小;(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.解析 (1)行李刚开始运动时,受力如图所示,滑动摩擦力:F f =μmg =4 N 由牛顿第二定律得:F f =ma 解得:a =1m/s 2(2)行李达到与传送带相同速率后不再加速,则:v =at ,解得t ==1 sv a (3)行李始终匀加速运行时间最短,且加速度仍为a =1 m/s 2,当行李到达右端时,有:v =2aL 解得:v min ==2 m/s 2min2aL 故传送带的最小运行速率为2 m/s 行李运行的最短时间:t min ==2 sv mina 2:如图所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s 的速度顺时针转动,在传送带下端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.9,已知传送带从A→B 的长度L=50m ,则物体从A 到B 需要的时间为多少?【解析】物体放上传送带以后,开始一段时间,其运动加速度2m/s 2.1sin cos =-=m mg mg a θθμ。
高考物理专题复习传送带(答案)
s aSt 421622=⨯==高考物理专题复习:传送带 (答案)1. 如图所示,一平直的传送带以速度v=2m/s 匀速运动, 传送带把A 处的工件运送到B 处, A ,B 相距L=10m 。
从A 处把工件无初速地放到传送带上,经过时间t=6s ,能传送到B 处,要用最短的时间把工件从A 处传送到B 处,求传送带的运行速度至少多大? 解: 由题意可知 t >L/v,所以工件在6s 内先匀加速运动,后匀速运动, 故有S 1=1/2 vt 1 ①S 2=vt 2 ②且t 1+t 2=t ③ S 1+S 2=L ④联立求解得: t 1=2s ;v=a t 1, a =1m/s 2 ⑤若要工件最短时间传送到B 处,工件加速度仍为a ,设传送带速度为v ' ,工件先加速后匀速, 同上 L =½ v ' t 1+ v ' t 2 ⑥若要工件最短时间传送到B 处,工件加速度仍为a ,设传送带速度为v ' ,工件先加速后匀速, 同上 L =½ v ' t 1+ v ' t 2 ⑥ 又av t '=1 ⑦ t 2=t -t 1 ⑧联立求解⑥─⑧得)av t (v a v L '-'+'=22 ⑨ 将⑨式化简得a v v L t 2'+'= ⑩从⑩式看出常量=='⨯'aLa v v L 22时即aL v av v L 22=''=',其t 有最小值. 因而s /m .aL v v 47410122=⨯⨯=='=通过解答可知工件一直加速到B所用时间最短. 2解:(1)滑动摩擦力F=μmg代入题给数值,得 F=4N 由牛顿第二定律,得 F=m a代入数值,得 a =1m/s 2(2)设行李做匀加速运动的时间为t ,行李加速运动的末速度为v=1m/s 。
高考物理第二轮复习传送带新题赏析讲义册子
第23讲传送带2020新题赏析题一:如图所示为某木材厂的传送装置,斜坡长L=20 m,高h=10 m,斜坡上紧密地排列着许多轻质滚筒,工作时由电动机带动所有滚筒顺时针匀速转动,滚筒边缘的线速度均为v=5 m/s。
现将一块长为l =5 m、质量为m=20 kg的木板轻轻放在轻质滚筒上,使木板a端位于斜坡底端,发生相对滑动时,木板所受滚筒的摩擦力大小恒为f=34mg,木板在滚筒带动下由静止开始沿斜坡向上移动。
假设关闭电动机的瞬间所有轻质滚筒立即停止转动,重力加速度g=10 m/s2。
(1)木板从斜坡底端开始运动,直到其b端到达斜坡顶端,求所需的最短时间;(2)木板从斜坡底端开始运动,直到其b端到达斜坡顶端的过程中电动机对轻质滚筒至少多做多少功?此过程因摩擦产生多少热量?题二:如图所示,水平传送带两端分别与光滑水平轨道MN和光滑圆弧轨道PQ平滑连接。
P是圆弧轨道的最低点,P、Q两点的高度差H=5 cm。
传送带长L=13.75 m,以v=0.45 m/s的速度顺时针匀速转动。
物块A以初速度v0=4.35 m/s沿MN向右运动,与静止在水平轨道右端的物块B碰撞后粘为一体(称为C),A、B、C均可视为质点,B的质量是A的两倍,C与传送带间的动摩擦因数μ=0.02。
已知C从P进入圆弧轨道再滑回P的时间始终为∆t=4.5 s,重力加速度g=10 m/s2。
(1)求A、B碰后粘为一体的C的速度v1;(2)从A、B碰后开始计时,求C经过P点的可能时刻t;(3)若传送带速度大小v可调,要使C能到达但又不滑出PQ轨道,求v的取值范围。
高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
高考物理二轮复习考点第三章牛顿运动定律专题传送带问题
专题3.5 传送带问题一.选择题1.(2020年全国普通高考重庆适应性测试(第三次)理科综合试题)如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,在传送带上某位置轻轻放置一小木块,小木块与传送带间动摩擦因素为μ,小木块速度随时间变化关系如图所示,v0、t0已知,则A.传送带一定逆时针转动B.C.传送带的速度大于v0D.t0后滑块的加速度为2 gsinθ-【参考答案】AD【名师解析】若传送带顺时针转动,当滑块沿传送带下滑时,mgsinθ>μmg cosθ,滑块将一直加速运动。
当滑块沿传送带上滑时,mgsinθ<μmg cosθ,滑块将先加速到与传送带速度相等时匀速运动,两种情况的速度图像均不符合题给速度图像,所以传送带一定逆时针转动,选项A正确。
传送带逆时针转动,滑块在0~t0时间内,加速度较大,说明滑动摩擦力沿传送带向下, mgsinθ+μmg cosθ=ma1,由速度图像可知,a1=v0/t0。
联立解得:μ=-tanθ,选项B错误。
当滑块速度增大到等于传送带速度时,滑块受到的摩擦力方向变成沿传送带向上,故传送带速度为v0,选项C错误。
当滑块速度增大到等于传送带速度时,滑块受到的摩擦力方向变成沿传送带向上,mgsinθ-μmg cosθ=ma2,代入动摩擦因数值,得a2=2gsinθ-,选项D正确。
考点:考查牛顿第二定律、匀变速直线运动.【名师点睛】本题的关键1、物体的速度与传送带的速度相等时物体会继续加速下滑.2、小木块两段的加速度不一样大.2. (2020河北名校调研)三角形传送带以1 m/s 的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是2 m 且与水平方向的夹角均为37°.现有两个小物块A 、B 从传送带顶端都以1 m/s 的初速度沿传送带下滑,物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5,(g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)下列说法正确的是( )A .物块A 先到达传送带底端B .物块A 、B 同时到达传送带底端C .传送带对物块A 、B 均做负功D .物块A 、B 在传送带上的划痕长度之比为1∶3【参考答案】BCD3.(多选)如图所示,传送带的水平部分长为L ,运动速率恒为v ,在其左端无初速放上木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左到右的运动时间可能是( )A.v L +2μg vB.v LC.μg 2LD.v 2L【参考答案】ACD4.如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动,在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tan θ,则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是( )【参考答案】D【名师解析】开始阶段,小木块受到竖直向下的重力和沿传送带向下的摩擦力作用,做加速度为a1的匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:mgsin θ+μmgcos θ=ma1,所以a1=gsin θ+μgcos θ。
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物理2020二轮复习专题三十传送带问题探究与应用1.如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动,传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面,一物体以恒定的速度v2沿直同一直线向左滑上传送带后,经过一段时间后又返回光滑水平面上,其速度为v2',下列说法中正确的是()A.若v1<v2,则v2'=v1B.若v1>v2,则v2'=v2C.不管v2多大,总有v2'=v2D.若v1=v2,才有v2'=v13.如图所示,一皮带输送机的皮带以13.6 m / s的速率做匀速运转,有效输送距离S=29.8 m,倾角θ=37°将一物体(可视为质点)轻放在A点,物体与皮带间的动摩擦因数μ=0.1,求物体由A到B所需的时间?(g取10 m / s2)4.如图所示,一平直的传送带以速度v=2 m / s匀速运动,传送带把A处的工件运送到B处,A、B相距L=10 m。
从A处把工件无初速地放到传送带上,经过时间t=6 s能传送到B处。
欲用最短的时间把从A处传送到B处,求传送带的运行速度至少多大?5.如图所示,水平传送带水平段长L=6m,两皮带轮直径D均为0.2m,距=5m/s的初速度滑上地面高H=5m,与传送带等高的光滑水平台上有一小物块以v传送带,物块与传送带间动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2。
求:(1)若传送带静止,物块滑到B端后做平抛运动的水平距离S;(2)若皮带轮顺时针以角速度ω=60rad/s转动,物块滑到B端后做平抛运动的水平距离S′。
6.如图为一皮带传动装置,传送带与水平面夹角为θ,A、B轮半径均为R,轴心间距为L,B轮由电动机带动,其传速为n。
在货物随皮带运动过程中,有一小球由静止开始沿光滑轨道滚下,到达传送带时,货物恰好运到传送带中央,当货物运动到距B轮L/4的C点时,小球恰好与货物相遇而未发生碰撞。
若皮带不打滑,且货物总与皮带保持相对静止,试求:(1)货物由传送带中央运动到C点所用时间;(2)轨道顶端与底端的高度差h。
8.如图所示,倾角为30°的皮带运输机的皮带始终绷紧,且以恒定速度v =2.5m/s运动,两轮相距L=5m,将质量m=1kg的物体无初速地轻轻放在A处,AB若物体与皮带间的动摩擦因数μ=,取g=10m/s2。
求:(1)物体从A运动到B,皮带对物体所做的功是多少?(2)物体从A运动到B共需多少时间?(3)在这段时间内电动机对运输机所做的功是多少?9、如图所示,水平放置的传送带以速度v=2 m / s向右运行,现将一小物体轻轻地放在传送带A端,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,若A端与B端相距4 m,则物体由A到B的时间和物体到B端时的速度是:()A.2.5 s,2 m / s B.1 s,2 m / s C.2.5 s,4 m / s D.1 s,4 / s10、如图所示,传送带与地面的倾角θ=37°,从A端到B端的长度为16m,传送带以v=10m/s的速度沿逆时针方向转动。
在传送带上端A处无初速地放置一个质量为0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,求物体从A端运动到B端所需的时间是多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)11、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。
如图所示为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB始终保持v=1m/s的恒定速率运行。
一质量为m=4kg的行李无初速度地放在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=2m,g取10 m/ s2。
(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。
12、一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。
桌布的一边与桌的AB边重合,如图。
已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ,盘与桌面间的动摩1擦因数为。
现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度的方向是水平的且垂直于AB边。
若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?(以g表示重力加速度)13、如图所示,水平长传送带始终以速度v=3 m / s匀速运动。
现将一质量为m=1 kg的物块放于左端(无初速度)。
最终物体与传送带一起以3 m / s的速度运动,在物块由速度为零增加至v=3 m / s的过程中,求:(1)由于摩擦而产生的热量。
(2)由于放了物块,带动传送带的电动机消耗多少电能?参考答案:1.AB【解析】物体向左滑上传送带,由示意图可知传送带上表面向右转动,因而在滑动摩擦力的作用下,物块先匀减速向左运动,速度减为零以后又在滑动摩擦力作用下匀加速向右运动。
由于向左减速运动及向右加速运动时物块均在滑动摩擦力作用下产生加速度,因而在这两个阶段内物块加速度a的大小,方向均不变。
当v1>v2时,物体向左的最大位移,物体速度减速为零后返回原点时v2'=2as=v2;若v1<v2时,物块向左的最大位移,物体速度减为零后返回,物块在滑动摩擦力的作用下向右加速运动至速度v1时,与传送带间无相对滑动,滑动摩擦力亦不存在。
该物块从滑至左端、速度减为零处开始向右匀加速运动的位移大小,显然,s'<s。
因而,当物体与传送带具有相同速率v1以后物块将与传送带一起向右匀速运动直至离开传送带,亦即v2'=v1。
综上所述,该题选项A、B正确。
2.A 【解析】当传送带突然加速向上开动时,滑块仍相对于传送带向下滑动,所受传送带的滑动摩擦力的方向仍沿斜面向上,和传送带静止时相同,故滑块沿传送带运动的情况不变。
物体在重力分力mgsinθ作用下继续加速运动,物体速度大于皮带速度。
物体相对皮带向下运动,物体受滑动摩擦力的方向改为沿斜面向上由牛顿第二定律,有:mgsinθ-μmgcosθ=ma2a2=g (sinθ-μcosθ)=10 (sin37°-0.1 cos37°) m / s2=5.2 m / s2物体经t2达到B点,29.8-13.6=13.6 t2+t2=1 st总=t1+t2=2 s+1 s=3 s。
4.【解析】因,所以工件在6 s内先匀加速运动,后匀速运动,有,S2=vt2,t1+t2=t,S1+S2=L解上述四式得t1=2s,a=v / t1=1 m / s2若要工件最短时间传送到B,工件加速度仍为a,设此时传送带速度为V,同上理有又∵t1=V / a t2=t-t1∴化简得∵∴当,即时,t有最小值,表明工件一直加速到B所用时间最短。
所以欲用最短的时间把从A处传送到B处,传送带的运行速度至少为。
5.【解析】物块位移划出痕迹的长度ΔL1=x1-x1'=0.2 m物块的速度达到v之后由牛顿第二定律有:mgsinθ-μmgcosθ=ma2,代入数据解得a2=2 m / s2到脱离皮带这一过程,经历时间t2解得t2=1 s此过程中皮带的位移x2=vt2=2 mΔL2=x2'―x2=3 m―2 m=1 m由于ΔL2>ΔL1,所以痕迹长度为ΔL2=1 m。
8.【解析】第一阶段,物块匀加速运动a=μgcosθ-gsinθ=2.5m/s2传送带相对位移第二阶段,物块匀速运动所以皮带对物体做功摩擦产生的内能所以电动机对运输机做功9、【答案】A【解析】小物体放在A端时初速度为零,且相对于传送带向后运动,所以小物体受到向前的滑动摩擦力,小物体在该力作用下向前加速,a=μg,当小物体的速度与传送带的速度相等时,两者相对静止,不存在摩擦力,小物体开始做匀速直线运动。
所以小物体的运动可以分两个阶段,先由零开始加速,后做匀速直线运动。
小物体开始先做匀加速运动,加速度a=μg,达到的最大速度为2 m / s。
当v物=2 m / s时,。
,以后小物体做以2m/s做匀速直线运动,,所以t总=1 s+1.5 s=2.5 s,且到达B端时的速度为2 m / s。
10、【解析】物体放在传送带上后,开始阶段,传送带的速度大于物体的速度,传送带施加给物体一沿斜面向下的滑动摩擦力,物体由静止开始加速下滑,受力分析如图(a)所示;当物体加速至与传送带速度相等时,由于μ<tanθ,物体在重力作用下将继续加速,此后物体的速度大于传送带的速度,传送带给物体沿传送带向上的滑动摩擦力,但合力沿传送带向下,物体继续加速下滑,受力分析如图(b)所示。
综上可知,滑动摩擦力的方向在获得共同速度的瞬间发生了“突变”。
开始阶段由牛顿第二定律,得mgsinθ+μmgcosθ=ma1,a1=gsinθ+μgcosθ=10m/s2物体加速至与传送带速度相等时需要的时间为t 1=v/a1=1s,发生的位移为s=a1t12=5m<16m,可知物体加速到10m/s时仍未到达B点。
第二阶段的受力分析如图(b)所示,应用牛顿第二定律,有mgsinθ-μmgcosθ=ma2,所以a2=2m/s2设第二阶段物体滑动到B端的时间为t2,则L AB -s=vt2+a2t22解得t2=1s,t2′=-11s(舍去)故物体经历的总时间t=t1+t2=2s12、【解析】设桌面长为,开始时,桌布、圆盘在桌面上的位置如图甲所示;圆盘位于桌面的中央,桌布的最左边位于桌面的左边处。
由于桌布要从圆盘下抽出,桌布与圆盘之间必有相对滑动,圆盘在摩擦力作用下有加速度,其加速度a1应小于桌布的加速度a,但两者的方向是相同的。
当桌布与圆盘刚分离时,圆盘与桌布的位置如图乙所示,圆盘向右加速运动的距离为x1,桌布向右加速运动的距离为。
圆盘离开桌布后,在桌面上做加速度为a2的减速运动直到停下,因盘未从桌面掉下,故而盘做减速运动直到停下所运动的距离为x2,不能超过。
解:设圆盘的质量为m,桌长为,在桌布从圆盘下抽出的过程中,盘的加速度为a1,有:mg=mal桌布抽出后,盘在桌面上做匀减速运动,以a2表示加速度的大小,有:2mg=ma2设盘刚离开桌布时的速度为v1,移动的距离为x1,离开桌布后在桌面上再运动距离x2后便停下,有:盘没有从桌面上掉下的条件是:设桌布从盘下抽出所经历时间为t,在这段时间内桌布移动的距离为x,有:而由以上各式解得:13、【解析】(1)小物块刚放到传送带上时其速度为零,将相对于传送带向左滑动,受到一个向右的滑动摩擦力,使物块加速,最终与传送带达到相同速度v。
=μmg物块所受的滑动摩擦力为Ff物块加速度加速至v的时间物块对地面位移这段时间传送带向右的位移则物块相对传送带向后滑动的位移根据能量守恒定律知(2)电动机多消耗的电能即物块获得的动能及产生的热量之和,即。