高中物理传送带问题(强烈推荐)

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高中物理【传送带问题】(含经典习题)

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 .。

高中物理传送带专题题目与答案(精选.)

高中物理传送带专题题目与答案(精选.)

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v 0=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v 0=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.)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v 0=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?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a 0开始运动,当其速度达到v 0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。

高中物理牛顿运动定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)及解析

高中物理牛顿运动定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)及解析

高中物理牛顿运动定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1. 在机场可以看到用于传送行李的传送带,行李随传送带一起前进运动。

如图所示,水平传送带匀速运行速度为v=2m/s,传送带两端AB间距离为S o=lOm,传送带与行李箱间的动摩擦因数卩=0.2当质量为m=5kg的行李箱无初速度地放上传送带A端后,传送到B端,重力加速度g取10m/2;求:(1) 行李箱开始运动时的加速度大小a;(2) 行李箱从A端传送到B端所用时间t;(3) 整个过程行李对传送带的摩擦力做功W。

【答案】⑴,(2)薜耳⑶="-纠【解析】【分析】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,根据牛顿第二定律及运动学基本公式即可解题行李箱开始运动时的加速度大小和行李箱从A端传送到B 端所用时间;根据做功公式求解整个过程行李对传送带的摩擦力做功;【详解】解:(1)行李在传送带上加速,设加速度大小为aI__7(2)行李在传送带上做匀加速直线运动,加速的时间为t1V 2灯== Is1所以匀加速运动的位移为:s\=尹甘=lrnSo-Si 10-1行李随传送带匀速前进的时间:(2 = ---------- = —-一=4.5$v 2行李箱从A传送到B所需时间::3 --气出⑶t1传送带的的位移为:怜一叽“ -根据牛顿第三定律可得传送带受到行李摩擦力为:『◎『整个过程行李对传送带的摩擦力做功:w =7比=-吓阿=-20/2. 如图甲所示,质量为m的A放在足够高的平台上,平台表面光滑•质量也为m的物块B放在水平地面上,物块B与劲度系数为k的轻质弹簧相连,弹簧与物块A用绕过定滑轮的轻绳相连,轻绳刚好绷紧•现给物块A施加水平向右的拉力F (未知),使物块A做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为a,重力加速度为g,A、B均可视为质点.根据v 2 2ax 解得:v . 2ax 对物体A:F T ma ; 对物体B:T=mg , 解得 F=ma+mg ; (2)设某时刻弹簧的伸长量为x .对物体C ,水平方向:F cosT | m C a ,其中T | kx mg ;竖直方向:F sin m C g ;联立解得m e3mg4g 3a3.如图所示,水平面上AB 间有一长度x=4m 的凹槽,长度为L=2m 、质量M=1kg 的木板静止 于凹槽右侧,木板厚度与凹槽深度相同,水平面左侧有一半径R=0.4m 的竖直半圆轨道,右侧有一个足够长的圆弧轨道,A 点右侧静止一质量 m1=0.98kg 的小木块.射钉枪以速度v °=ioom/s 射出一颗质量m0=0.02kg 的铁钉,铁钉嵌在木块中并滑上木板,木板与木块间动摩擦因数 卩=0.05其它摩擦不计.若木板每次与 A 、B 相碰后速度立即减为 0,且与A 、B 不粘连,重力加 速度 g=10m/s 2.求:(1) 当物块B 刚好要离开地面时,拉力 F 的大小及物块 A 的速度大小分别为多少;(2)若将物块 A 换成物块C ,拉力F 的方向与水平方向成 37°角,如图乙所示,开始时轻绳也刚好要绷紧,要使物块B 离开地面前,物块C 一直以大小为a 的加速度做匀加速度运动,则物块 C 的质量应满足什么条件? ( sin37°0.6,cos37° 0.8)【答案】(1) F ma mg;v 【解析】 【分析】 【详解】(1)当物块B 刚好要离开地面时, B 受力分析有mg kx ,得:x2嘗(2) m C设弹簧的伸长量为mg k3mg 4g 3ax ,物块A 的速度大小为v ,对物块2amg k(3)木块最终停止时离 A 点的距离s.【答案】(1) v 2m/s (2) F N 12.5N (3) L 1.25m 【解析】(1) 设铁钉与木块的共同速度为 v ,取向左为正方向,根据动量守恒定律得:m °V 0 (m ° mjv解得:v 2叹;⑵木块滑上薄板后,木块的加速度 印 g 0.5,且方向向右设经过时间t ,木块与木板共同速度 v 运动 则:va 2t此时木块与木板一起运动的距离等于木板的长度.1 .2 1 2x vt a 1ta 2t L2 2故共速时,恰好在最左侧 B 点,此时木块的速度 v v a 1t 1^S 木块过C 点时对其产生的支持力与重力的合力提供向心力,则:'2vF N mg m R代入相关数据解得:F N =12.5N. 由牛顿第三定律知,木块过圆弧C 点时对C 点压力为12.5N ;1 2⑶木块还能上升的高度为 h ,由机械能守恒有:(m ° mjv (m 0 m^gh2h 0.05m 0.4m木块不脱离圆弧轨道,返回时以 1m/s 的速度再由B 处滑上木板,设经过 t 1共速,此时木 板的加速度方向向右,大小仍为a 2,木块的加速度仍为 a 1,板产生的加速度a 2 mg M, 且方向向左则:v2 a1t1 a2t1,解得:t1 1s1 2 1 2此时x v t1a-i t-i a2t| 0.5m2 2v3v2 at10.5叹碰撞后,v薄板=0,木块以速度V3=0.5m/s的速度向右做减速运动v3设经过t2时间速度为0,则t2a;1s| 2x v3t2a2t2 0.25m2故△L=b △x' - x=1.25m即木块停止运动时离A点1.25m远.4. 如图,光滑固定斜面上有一楔形物体A。

高中物理---传送带模型-----典型例题(含答案)【经典】

高中物理---传送带模型-----典型例题(含答案)【经典】

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=,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 =1 m/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 =v a=1 s(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 2min =2aL 解得:v min =2aL =2 m/s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 =v mina=2 s 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=㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=,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 =-=mmg mg a θθμ。

高中物理传送带问题(全面)课件

高中物理传送带问题(全面)课件
缆车系统通常由多个传送带组成,形成一个封闭的循环,确保游客能够 方便地往返于各个滑雪场地。同时,传送带在缆车系统中的应用也提高 了滑雪场的安全性和运营效率。
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02
水平传送带问题
水平传送带上的匀速运动
总结词
当物体在水平传送带上做匀速运动时,其受力平衡,加速度 为零。
详细描述
物体在水平传送带上匀速运动时,所受的滑动摩擦力与传送 带的速度方向相反,大小相等,因此物体受力平衡,加速度 为零。此时,物体与传送带之间没有相对运动或相对运动的 趋势。水平传送带上的加速Fra bibliotek动应用实例
当物体在传送带上滑动时,合外力对 物体所做的功等于物体动能的增加量 。通过比较物体在传送带上滑动前后 的动能,可以判断物体的运动状态变 化。
重力势能与传送带问题
重力势能
物体由于受到重力作用而具有的势能 。在传送带问题中,重力势能的变化 会影响物体的运动状态。
应用实例
当传送带倾斜时,物体在传送带上滑 动的过程中,重力势能会发生变化。 通过分析重力势能的变化,可以判断 物体在传送带上的运动情况。
总结词
当物体在水平传送带上做加速运动时,其受到的滑动摩擦力与传送带速度方向相 同。
详细描述
当物体在水平传送带上做加速运动时,受到的滑动摩擦力与传送带的速度方向相 同,因此物体受到一个与传送带速度方向相同的合外力。这个合外力使物体的加 速度增加,物体与传送带之间的相对运动或相对运动的趋势增加。
水平传送带上的减速运动
传送带问题的解题步骤
分析物体的受力情况
确定物体的运动状态
确定物体受到的摩擦力、支持力和重力等 作用力。
根据物体的初速度、传送带的速度和加速 度等情况,判断物体的运动状态是静止、 匀速直线运动还是匀变速运动。

高中物理传送带问题(全面)课件

高中物理传送带问题(全面)课件
为动能和内能。
物体沿下坡的传送带下滑
当物体沿下坡的传送带下滑时,重力沿斜面向下的分力使物体加速下滑,摩擦力阻 碍物体下滑。
当物体速度与传送带速度相同时,物体与传送带相对静止,摩擦力消失,物体将做 匀速运动。
物体下滑过程中,若支持力不做功,则重力势能转化为动能,若支持力做负功,则 重力势能转化为动能和内能。
垂直传送带问题
物品在垂直传送带上滑动,需要考 虑物品的初速度、末速度、加速度 以及重力。
传送带问题的解题步骤
分析物体的受力情况
分析物体在传送带上所受的力 ,包括重力、支持力、摩擦力
和可能存在的其他外力。
确定物体的运动状态
根据受力情况确定物体的运动 状态,如静止、匀速直线运动 、匀加速或匀减速运动等。
根据牛顿第二定律,物体所受的合外力等于物体质量与加速 度的乘积,即$F_{合} = ma$。由于物体受到的滑动摩擦力不 变,因此加速度不变,物体将做匀加速运动。
水平传送带上物体减速
当物体在水平传送带上减速时,物体所受的摩擦力方向与传送带的速度方向相反 ,即为滑动摩擦力。由于滑动摩擦力不变,物体的加速度不变,物体将做匀减速 运动。
应用物理公式解题
根据物体的运动状态和所受的 力,应用物理公式求解问题, 如牛顿第二定律、运动学公式 等。
验证答案的合理性
最后需要验证所得答案的合理 性,确保答案符合实际情况和
物理规律。
水平传送带问题
02
水平传送带上的物体加速
物体在水平传送带上加速时,由于受到传送带的摩擦力作用 ,物体的速度会逐渐增加。此时,物体所受的摩擦力与传送 带的速度方向相同,即为滑动摩擦力。
原理
传送带通过与物品之间的摩擦力来传 输物品,这种摩擦力可以是由带子的 拉力产生的静摩擦力,也可以是由带 子与物品之间的滑动摩擦力。

重点高中物理难点分类解析传送带模型问题(经典)

重点高中物理难点分类解析传送带模型问题(经典)

重点高中物理难点分类解析传送带模型问题(经典)————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:2图图传送带问题难点突破策略:若物体是轻轻地放在了匀速运动的传送带上,那么物体一定要和传送带之间产生相对滑动,物体和传送带一定同时受到方向相反的滑动摩擦力。

关于物体所受滑动摩擦力的方向判断有两种方法:一是根据滑动摩擦力一定要阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,先判断物体相对传送带的运动方向,可用假设法,若无摩擦,物体将停在原处,则显然物体相对传送带有向后运动的趋势,因此物体要受到沿传送带前进方向的摩擦力,由牛顿第三定律,传送带要受到向后的阻碍它运动的滑动摩擦力;二是根据摩擦力产生的作用效果来分析它的方向,物体只所以能由静止开始向前运动,则一定受到向前的动力作用,这个水平方向上的力只能由传送带提供,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力,传送带必须要由电动机带动才能持续而稳定地工作,电动机给传送带提供动力作用,那么物体给传送带的就是阻力作用,与传送带的运动方向相反。

(1)若物体是静置在传送带上,与传送带一起由静止开始加速,若物体与传送带之间的动摩擦因数较大,加速度相对较小,物体和传送带保持相对静止,它们之间存在着静摩擦力,物体的加速就是静摩擦力作用的结果,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力;若物体与传送带之间的动摩擦因数较小,加速度相对较大,物体和传送带不能保持相对静止,物体将跟不上传送带的运动,但它相对地面仍然是向前加速运动的,它们之间存在着滑动摩擦力,同样物体的加速就是该摩擦力的结果,因此物体一定受沿传送带(2)前进方向的摩擦力。

(3)若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动,则它们之间无摩擦力,否则物体不可能匀速运动。

(4)若物体以大于传送带的速度沿传送带运动方向滑上传送带,则物体将受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用,直到减速到和传送带有相同的速度、相对传送带静止为止。

高中物理传送带问题(优选.)

高中物理传送带问题(优选.)

最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改高中物理传送带问题一、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。

二、难点突破策略:(1)突破难点1在以上三个难点中,第1个难点应属于易错点,突破方法是先让学生正确理解摩擦力产生的条件、方向的判断方法、大小的决定因素等等。

通过对不同类型题目的分析练习,让学生做到准确灵活地分析摩擦力的有无、大小和方向。

摩擦力的产生条件是:第一,物体间相互接触、挤压;第二,接触面不光滑;第三,物体间有相对运动趋势或相对运动。

前两个产生条件对于学生来说没有困难,第三个条件就比较容易出问题了。

若物体是轻轻地放在了匀速运动的传送带上,那么物体一定要和传送带之间产生相对滑动,物体和传送带一定同时受到方向相反的滑动摩擦力。

关于物体所受滑动摩擦力的方向判断有两种方法:一是根据滑动摩擦力一定要阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,先判断物体相对传送带的运动方向,可用假设法,若无摩擦,物体将停在原处,则显然物体相对传送带有向后运动的趋势,因此物体要受到沿传送带前进方向的摩擦力,由牛顿第三定律,传送带要受到向后的阻碍它运动的滑动摩擦力;二是根据摩擦力产生的作用效果来分析它的方向,物体只所以能由静止开始向前运动,则一定受到向前的动力作用,这个水平方向上的力只能由传送带提供,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力,传送带必须要由电动机带动才能持续而稳定地工作,电动机给传送带提供动力作用,那么物体给传送带的就是阻力作用,与传送带的运动方向相反。

(word完整版)高中物理传送带模型典型例题(含答案)【经典】,推荐文档

(word完整版)高中物理传送带模型典型例题(含答案)【经典】,推荐文档

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 =1 m/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 =v a =1 s(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 2min =2aL 解得:v min =2aL =2 m/s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 =v min a=2 s 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。

高中物理传送带问题(强烈推荐)

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m h
例4解:(1)第一阶段,物块匀加速运动
a=μ gcosθ -gsinθ =2.5 m/s2
t1=V0/a=0.8s
3 2 f=μ mgcosθ =75N
S1=at2/2=0.8m
W1=fs1=60J
W2=f静s2=160J
第二阶段,物块匀速运动
f静=mgsinθ =50N W=W1+W2=220J
滑动摩擦力 f1= μmgcosθ=75N a=μgcosθ-gsinθ=g/4 =2.5 m/s2 经过时间t1=v/a=0.8s 速度达到2m/s ,上升s1=v2/2a=0.8m
然后在静摩擦力作用下做匀速运动,上升 s2=3.2m t2= s2 /v=1.6 s 静摩擦力 f2= mgsinθ=50N 为保持皮带匀速运动,机器在t1时间内应增加动力75N, 在t2时间内应增加动力50N 带动皮带的电动机由于传送 工件多消耗的电能为 W= f1 vt1 + f2 vt2 =75×1.6+50×3.2 =120+160=280J
d、 V带≥14m/s 物体始终加速

V B= V 带
VB= V带
VB= 14m/s
(5)若物体从B处飞出后做平抛运动,定性画 出B的水平位移s’和传送带的速度V带关系。 S’
0
V带
(一)物体与传送带同向运动
1.v物<v带 物体所受摩擦力向前为动力,物体做匀加速直线运动; 当物体速度等于皮带速度时不受摩擦力而改做匀速运动。 2. v物=v带 物体不受摩擦力而做匀速运动。 3. v物>v带 (看物体和皮带的相对运动) 物体所受摩擦力向后为阻力,物体做匀减速直线运动; 当物体速度等于皮带速度时不受摩擦力而改做匀速运动

高中物理【传送带问题】(含经典习题)

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 .。

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解答:(1)a=μg=6m/s2 (2)能
VA2 - VB2 =2as
VB =2m/s
物体仍然始终减速
VB =2m/s
阻止方法:减小工件初速度、增加皮带长度、增大动摩擦因素 增大物体质量和增大皮带逆时针转动的速度,能阻止吗? 物体不能到达B端,将如何运动? (3)物体先加速后匀速 t1 =(v-vA)/a=0.5s S2=S-S1=2. 25m S1= vA t1+at2/2=5.75m t2= S2/v=0.17s
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
b、2m/s ≤ V带<10m/s
物体先减速后匀速
c、 、10m/s V带 14m/s 物体加速 VB= V 带 c 10m/s ≤ ≤ V带 < 物体先加速后匀速
A. 物块将仍落在Q点 B. 物块将会落在Q点的左边 P C. 物块将会落在Q点的右边 D. 物块有可能落不到地面上
Q
例4、 如图示,物体从Q点开始自由下滑,通过粗 糙的静止水平传送带后,落在地面P点,若传送带按 顺时针方向转动。物体仍从Q点开始自由下滑,则物 体通过传送带后: ( ) D Q A. 一定仍落在P点 B. 可能落在P点左方 C. 一定落在P点右方 D. 可能落在P点也可能落在P点右方 解:物体滑下的初速度为v0 ,传送带静止时,物体滑到右端速
S2=11m
1秒后,速度达到10m/s,摩擦力方向变为向上
专题解说
例1、如图所示,水平传送带两端相距s=8m,工件与 传送带间的动摩擦因数μ=0.6,工件滑上A端时速度vA=10 m/s,设工件到达B端时的速度为vB (g=10m/s2)(1) 若传送带静止不动,求vB (2)若传送带逆时针转动,工件还能到达B端吗?若不能, 说明理由;若能,求vB 通过哪些措施可以使得物体不能到达B端? (3)若传送带以v=13m/s顺时针匀速转动,求vB及工 件由A到B所用的时间。
关键是分析:摩擦力的方向
(二)物体与传送带反向运动 物体所受摩擦力向后,物体向前做匀减速直线运动;然后 做反向的匀加速直线运动。
例6、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,物体以恒定 的速率V2沿直线向左滑上传送带后,经过一段 时间又返回光滑水平面上,这时速率为V2/,则 下列说法正确的是 ( )
A、若V1<V2,则V2/=V1 B、若V1>V2,则V2/=V2 C、不管V2多大,总有V2/=V2 D、只有V1=V2时,才有V2/=V1
例3.物块从光滑曲面上的P点自由滑下,通过粗糙的 静止水平传送带以后落到地面上 Q点,若传送带的皮 带轮沿逆时针方向转动起来,使传送带随之运动,如 图7所示,再把物块放到P点自由滑下,则:( A )
专题解说
一.命题趋向与考点
传送带问题是以真实物理现象为依据的问题,它既能训 练学生的科学思维,又能联系科学、生产和生活实际,因 而,这种类型问题具有生命力,当然也就是高考命题专家 所关注的问题.
二.知识概要与方法
传送带类分水平、倾斜两种;按转向分顺时针、逆时针转 两种。 (1)受力和运动分析: 受力分析中的摩擦力突变(大小、方向)——发生在V物 与V带相同的时刻;运动分析中的速度变化——相对运动 方向和对地速度变化。分析关键是:一是 V物、V带的大小 与方向;二是mgsinθ与f的大小与方向。
d、 V带≥14m/s 物体始终加速

V B= V 带
VB= V带
VB= 14m/s
(5)若物体从B处飞出后做平抛运动,定性画 出B的水平位移s’和传送带的速度V带关系。 S’
0
V带
(一)物体与传送带同向运动
1.v物<v带 物体所受摩擦力向前为动力,物体做匀加速直线运动; 当物体速度等于皮带速度时不受摩擦力而改做匀速运动。 2. v物=v带 物体不受摩擦力而做匀速运动。 3. v物>v带 (看物体和皮带的相对运动) 物体所受摩擦力向后为阻力,物体做匀减速直线运动; 当物体速度等于皮带速度时不受摩擦力而改做匀速运动
度为v1,传送带转动时,物体滑到右端速度为v2,传送带长L
P
由功能关系
f L=1/2m(v02-v12)
传送带转动时,可能一直减速,也可能先加(减)速后匀速 运动,相对滑动的距离为s f s=1/2m(v02-v22)
s≤L∴v2≥ຫໍສະໝຸດ 1例5、如图示,传送带与水平面夹角为370 ,并以 v=10m/s运行,在传送带的A端轻轻放一个小物体, 物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5, AB长16米, 求:以下两种情况下物体从A到B所用的时间. (1)传送带顺时针方向转动 (2)传送带逆时针方向转动
2.常用方法: 动力学方法
图像法 功能关系法 动量的观点
一般分类:
1.水平传送带匀速运动
2.水平传送带变速运动 3.斜面形传送带 4.组合传送带
五、分类解析
(三)斜面形传送带
1.传送带匀速向上运动
(1)物体由顶端释放
(2)物体由底端释放
2.传送带匀速向下运动
(1)物体由顶端释放 (2)物体由底端释放
解: (1)传送带顺时针方向转动时受力如图示: N f mg sinθ-μmg cosθ= m a
A
a = gsinθ-μgcosθ= 2m/s2 S=1/2a t2
B
v
mg
2S 2 16 t 4s a 2
(2)传送带逆时针方向转动物体受力如图: 开始摩擦力方向向下,向下匀加速运动
a=g sin370 +μ g cos370 = 10m/s2 t1=v/a=1s S1=1/2 ×at2 =5m
传送带题型分类解析
传送带问题是以生活中物理现象 为依据,所涉及的物理知识包括运 动和力、功和能、圆周运动以及动 量等,能比较全面考查我们的知识, 培养我们的思维和能力,具有一定 的典型性,当然也是考试命题的热 点之一。
1.一般步骤:以滑块为研究对象,逐段进行
双分析,确定符合的规律,列方程求解。特 别注意滑块与带子的速度关系对摩擦力的影 响。
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