高中物理传送带专题
传送带专题
传送带问题具有一定的综合性,能够很好的考查各种能力,我们先通过表格讨论一下传送带没有加速度的情景,设传送带长度L,以v匀速运动。
一、水平传送带问题:在物体做功的过程中有一种有趣的现象,总有一半的能量传输给另外的物体,而另一半能量在做功中消耗掉。这一现象与能量守恒定律并不违背,并且是自然界存在的普遍规律之一。
三个距离和三种能量的对应关系:
摩擦力乘以物块位移的大小等于物块机械能的增加量,W机械=fx1;
摩擦力乘以传动带位移的大小等于电动机多消耗的电能,W电=fx2;
摩擦力乘以物块和传送带相对位移的大小等于耗散掉的能量,Q=fΔx。
对于水平传送带,滑块加速过程中传送带对其做的功等于这一过程由摩擦产生的热量,即传送装置在这一过程需额外(相对空载)做的功W电=2W机械=m v2=2E k=2Q。
在物块的速度从零加速到和传送带共速的过程中,传送带的机械能,一半转移给物块,另一半耗散,可以称之为“半能损失”。需要注意的是,如果传送带倾斜放置,物块增加的能量体现为动能和重力势能的和,此时机械能的增加量和生成的内能相等;如果传送带水平放置,物体增加的能量只表现为动能,此时动能增加量和生成的内能相等。
求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断。判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度
与传送带的速度,也就是分析物体在运动位移x1(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等。物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻。
总结如下:
以上的情况痕迹、相对路程、相对位移是一致的,但是也有不相同的情况,例如,一个物体在地面运动情景如下:
二、倾斜传送带问题:求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况,从而确定其是否受到滑动摩擦力作用。如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向,然后根据物体的受力情况确定物
体的运动情况。当物体速度与传送带速度相等时,物体所受的摩擦力有可能发生突变。
再讨论一下,水平传送带和倾斜传送带有加速度的情况,看看分析问题的方法是否已经掌握。
对于组合传送带,你觉得该怎样分析。
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v 1,需时间t 1,若传送带逆时针转动,A 滑至传送带最右端的速度为v 2,需时间t 2,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.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
3.如图所示,水平传送带以v =2m/s 的速度匀速前进,上方漏斗中以每秒50kg 的速度把煤粉竖直抖落到传送带上,然后一起随传送带运动。如果要使传送带保持原来的速度匀速前进,则传送带的电动机应增加的功率为( )
A .100W
B .200W
C .500W
D .无法确定
4.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 。
(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.皮带传动装置的两轮间距L =8m ,轮半径r =0.2m ,皮带呈水平方向,离地面高度H =0.8m ,一物体以初速度v 0=10m /s 从平台上冲上皮带,物体与皮带间动摩擦因数μ=0.6,求:
(1)皮带静止时,物体平抛的水平位移多大?
(2)若皮带逆时针转动,轮子角速度为72rad /s ,物体平抛的水平位移多大?
(3)若皮带顺时针转动,轮子角速度为72rad /s ,物体平抛的水平位移多大?
6.足够长的水平传送带始终以v =3m/s 的速度向左运动,传送带上有一质量M =2kg 的小木盒A ,A 与传送带之间的动摩擦因数μ=0.3。开始时,A 与传送带之间保持相对静止。现有两个光滑的质量均为m =1kg 的小球先后相隔Δt =3s 自传送带的左端出发,以v 0=15m/s 的速度在传送带上向右运动。第1个球与
木盒相遇后立即进入盒中并与盒保持相对静止;第2个球出发后历时Δt 1=1
3
s 才与木盒相遇。取g =10m/s 2,
问:
(1)第1个球与木盒相遇后瞬间,两者共同运动的速度为多大? (2)第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇?
(3)在木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中,由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少?
7.如图所示是长度为L =8.0m 水平传送带,其皮带轮的半径为R =0.20m ,传送带上部距地面的高度为h =0.45m 。一个旅行包(视为质点)以v 0=10m /s 的初速度从左端滑上传送带。旅行包与皮带间的动摩擦因数μ=0.60。求:
(1)若传送带静止,旅行包滑到B 端时,若没有人取包,旅行包将从B 端滑落。包的落地点距B 端的水平距离为多少?
(2)设皮带轮顺时针匀速转动,当皮带轮的角速度ω值在什么范围内,包落地点距B 端的水平距离始终为(1)中所得的水平距离? (3)若皮带轮的角速度ω1=40rad /s ,旅行包落地点距B 端的水平距离又是多少?
(4)设皮带轮以不同的角速度顺时针匀速转动,画出旅行包落地点距B 端的水平距离s 随角速度ω变化的图像(ω的取值范围从0到100rad /s )。
8.如图所示,水平传送带AB 长12m ,以v 0=5m /s 的速度匀速运动,运动方向向右,另有一物体以v =10m /s 的速度滑上传送带的右端,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5。
(1)通过计算说明物体能否到达左端A 点? (2)求物体在传送带上运动的时间。
9.如图在一水平向右匀速传输的传送带的左端A 点,每隔T 的时间,轻放上一个相同的工件,已知工件与传送带间动摩擦因数为μ,工件质量均为m ,经测量,发现后面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离为x ,下列判断正确的有( )
A .传送带的速度为
B .传送带的速度为
C .在一段较长的时间t 内,传送带因为传送工件而将多消耗的能量为
D .每个工件与传送带摩擦生的热量为
μmgx
9.将一粉笔头轻放在以2m /s 的恒定速度运动的传送带上,传送带上留下一条长度为4m 的划线(粉笔头只要相对于传送带运动就能划线);若使该传送带改做匀减速运动,加速度为1.5m /s 2,并且在传送带开始做匀减速运动的同时,将另一粉笔头轻放在传送带上,该粉笔头在传送带上能留下一条多长的划线?
10.一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。求此黑色痕迹的长度。
11.如图所示传送带水平段长L =6m ,两皮带轮半径均为r =0.1m ,距地面高H =5m 。与传送带等高的光滑水平台面上,有一小物块以v 0=5m/s 的初速度滑上传送带,物块与传送带问的动摩擦因数μ=0.2。设皮带轮匀速转动时皮带的速度为v ,物体平抛运动的水平位移为s 。以不同的速度v 值重复上述过程,得到一组对应的v 、s 值。由于皮带轮的转动方向不同,皮带上部运行方向也不相同。设皮带上部向右运动v >0,向左运动v <0。通过计算在给定的坐标系中正确画出s ―v 关系图线。(g =10m/s 2)。
12.水平传送带以速度v 1匀速运动,小物体P 、Q 由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t =0时刻P 在传送带左端具有速度v 2,P 与定滑轮间的绳水平,t =t 0时刻P 离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦,绳足够长。正确描述小物体P 速度随时间变化的图像可能是( )
13.如图所示,光滑水平面MN 的左端M 处有一弹射装置P ,右端N 处与水平传送带恰平齐接触,传
送带水平部分长度
L =8m
,沿逆时针方向以恒定速度
v =
6m/s 匀速转动。
放在水平面上的两相同小物块A
、
B 间有一被压缩的轻质弹簧,弹性势能
E
p =
16J ,弹簧与
A
相连接,与B
不连接,A 、B 与传送带间的动摩擦因数μ=0.2。物块质量m A =m B =1kg 。现将A 、B 由静止开始释放,弹簧弹开,在B 离开弹簧时,A 未与P 碰撞,B 未滑上传送带。g 取10m/s 2。求:
(1)B 滑上传送带后,向右运动的最远处(从地面上看)与N 点间的距离s m 。
(2)B 从滑上传送带到返回到N 端的时间t ;
(3)B 回到水平面MN 上后压缩被弹射装置P 弹回的A 上的弹簧,B 与弹簧分离时,A 、B 互换速度,然后B 再滑上传送带。则P 必须给A 做多少功才能使B 从Q 端滑出。
14.如图所示,以A 、B 和C 、D 为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内,一滑板静止在光滑水平地面上,左端紧靠B 点,上表面所在平面与两半圆分别相切于B 、C 。一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上E 点,运动到A 时刚好与传送带速度相同,然后经A 沿半圆轨道滑下,再经B 滑上滑板。滑板运动到C 时被牢固粘连。物块可视为质点,质量为m ,滑板质量M =2m ,两半圆半径均为R ,板长l =6.5R ,板右端到C 的距离L 在R <L <5R 范围内取值。E 距A 为s =5R 。物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因素均为μ=0.5,重力加速度取g 。
(1)求物块滑到B 点的速度大小;
(2)试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中,克服摩擦力做的功W f 与L 的关系,并判断物块能否滑到CD 轨道的中点。
15.如图示,水平传送带AB 长L =8.3m ,质量为M =1kg 的木块随传送带一起以v 1=2m/s 的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定),木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,当木块运动至最左端A 点时,一颗质量为m =20g 的子弹v 0=300m/s 水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度u =50m/s ,以后每隔1s 就有一颗子弹射向木块,设木块沿AB 方向的长度可忽略,子弹射穿木块的时间极短,且每次射入点
各不相同,取g =10m/s 2,问:
(1)在被第二颗子弹击中前,木块向右运动离A 点的最大距离是多少? (2)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中? (3)木块在传送带上的最终速度多大?
(4)在被第二颗子弹击中前,木块、子弹和传送带这一系统所产生的热能是多少?
倾斜放置运行的传送带
1.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。求物体从A 运动到B需时间是多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
2.如图所示,传送带两轮A、B的距离L=11m,皮带以恒定速度v=2m/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?
3.皮带轮带动传送带沿逆时针方向以速度v0=2m/s匀速运动,两皮带轮之间的距离L=3.2m,皮带绷紧与水平方向的夹角θ=37°。将一可视为质点的小物块无初速地从上端放到传送带上,已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,物块在皮带上滑过时能在皮带上留下白色痕迹。求物体从下端离开传送带后,传送带上留下的痕迹的长度。
4.如图所示,与水平面夹角为θ的传送带以速度v顺时针匀速转动,一个质量为m的小木块以沿传送带向上的初速度v0(v0>v)滑上传送带,在小木块沿传送带向上运动的阶段,速度随时间变化的关系图像一定不可能是图中的( )
5.如图所示,传送带与地面夹角θ=37°,从A到B长度为L=10.25m,传送带以v0=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m=0.5kg的黑色煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5。煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,求:
(1)煤块从A运动到B的时间
(2)煤块从A运动到B的过程中在传送带上留下痕迹的长度
组合类的传送带
1.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μ=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。
2.如图为一货物传送货物的传送带abc 。传送带的ab 部分与水平面夹角α=37°,bc 部分与水平面夹角β=53°,ab 部分长度为4.7m ,bc 部分长度为
3.5m 。一个质量为m =1kg 的小物体A (可视为质点)与传送带的动摩擦因数μ=0.8。传送带沿顺时针方向以速率v =1m/s 匀速转动。若把物体A 轻放到a 处,它将被传送带送到c 处,此过程中物体A 不会脱离传送带。求:物体A 从a 处被传送到b 处所用的时间。
3.右图为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A ,B 两端相距3m ,另一台倾斜,传送带与地面的倾角,C ,D 两端相距
4.45m ,B ,C 相距很近。水平传送以5m /s 的速度沿顺时针方向转动,现将质量为10kg 的一袋大米无初速度地放在A 段,它随传送带到达B 端后,速度大小不变地传到倾斜送带的C 点,米袋与两传送带间的动摩擦因数均为0.5。 (1)若CD 部分传送带不运转,求米袋沿传送带在CD 上所能上升的最大距离;
(2)若倾斜部分CD 以4m /s 的速率顺时针方向转动,求米袋从C 运动到D 所用的时间。
4.如图,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙,甲的速度为v 0,小工件离开甲前与甲的速度相同,并平稳地传到乙上,工件与乙之间的动摩擦因数为μ。乙的宽度足够大,重力加速度为g 。
(1)若乙的速度为v 0,求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s 。 (2)若乙的速度为2v 0,求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v 。
(3)保持乙的速度2v 0不变,当工件在乙上刚停止滑动时,下一只工件恰好传到乙上,如此反复。若每个工件的质量均为m ,除工件与传送带之间摩擦外,其他能量损耗均不计,求驱动乙的电动机的平均输出功率P 。
5.一传送带装置示意如图,其中传送带经过AB区域时是水平的,经过BC区域时变为圆孤形(圆孤由光滑模板形成,未画出),经过CD区域时是倾斜的,AB和CD都与BC相切。现将大量的质量均为m 的小货箱一个一个在A处放到传送带上,放置时初速为零,经传送带运送到D处,D和A的高度差为h。稳定工作时传送带速度不变,CD段上各箱等距排列,相邻两箱的距离为L。每个箱在A处投放后,在到达B之前已经相对于传送带静止,且以后也不再滑动(忽略经BC段时的微小滑动)。已知在一段相当长的时间T内,共运送小货箱的数目为N。这装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦。求电动机的平均输出功率P。
高三物理传送带专题训练
传送带专题训练 1、如图5所示,足够长的水平传送带以恒定的速度V 1沿顺时针方向转动,传送带右端有一传送带等高的光滑平台,物体以速度V 2向左滑上传送带,经过一段时间后又返回到光滑平 台上,此时物体速度为2V ' ,则下列说法正确的是( ) A .若V 2>V 1,则2V '= V 1, B .若V 2<V 1,则2V '= V 2, C .无论V 2多大,总有2V '= V 2, D ·只有V 2=V 1时,才有2V '= V 1 2、如图所示,一质量为m 的滑块从高为h 的光滑圆弧形槽的顶端A 处无初速度地滑下,槽的底端B 与水平传A 带相接,传送带的运行速度为v 0,长为L,滑块滑到传送带上后做匀加速运动,滑到传送带右端C 时,恰好被加速到与传送带的速度相同.求: (1)滑块到达底端B 时的速度v ;(2)滑块与传送带间的动摩擦因数μ; (3)此过程中,由于克服摩擦力做功而产生的热量Q. 3、水平的浅色长传送带上放置一质量为0.5kg 的煤块.煤块与传送带之间的动摩擦因数 μ =0.2.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=3m/s 2 开始运 动,其速度达到v =6m/s 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一段黑色痕迹后,煤块相对传送带不再滑动.g 取10m/s 2 .(1)请你从物理学角度简要说明黑色痕迹形成的原因,并求此过程中煤块所受滑动摩擦力的大小. (2)求黑色痕迹的长度.
4、如图所示为车站使用的水平传送带的模型,它的水平传送带的长度为L=8 m ,传送带的皮带轮的半径均为R=0. 2 m ,传送带的上部距地面的高度为h=0. 45 m .现有一个旅行包(视为质点)以速度v 0=10 m/s 的初速度水平地滑上水平传送带.已知旅行包与皮带之间的动摩擦因数为6.0=μ.皮带轮与皮带之间始终不打滑.g 取10 m/s 2 .讨论下列问题: (1)若传送带静止,旅行包滑到B 点时,人若没有及时取下,旅行包将从B 端滑落.则包的落地点距B 端的水平距离为多少? (2)设皮带轮顺时针匀速转动,若皮带轮的角速度s rad /401=ω,旅行包落地点距B 端的水平距离又为多少? (3)设皮带轮以不同的角速度顺时针匀速转动,画出旅行包落地点距B 端的水平距离s 随皮带轮的角速度ω变化的图象.
高中物理传送带问题知识难点讲解汇总(带答案)
图2—1 弄死我咯,搞了一个多钟 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。 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前进方向的摩擦力。 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。 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。因此该摩擦力方向一定与物体运动方向相反。 若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动一段时间后,开始减速,因物体速度越来越小,故受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用,方向与物体的运动方向相反,传送带则受到与传送带运动方向相同的摩擦力作用。 若传送带是倾斜方向的,情况就更为复杂了,因为在运动方向上,物体要受重力沿斜面的下滑分力作用,该力和物体运动的初速度共同决定相对运动或相对运动趋势方向。 例1:如图2—1所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s 的速度逆时针转动,在传送带上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=0.5,已知传送带从A →B 的长度L=16m ,则物体从A 到B 需要的时间为多少? 【审题】传送带沿逆时针转动,与物体接触处的速度方向斜向下,物体初速度为零,所以物体相对传送带向上滑动(相对地面是斜向下运动的),因此受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用,这样物体在沿斜面方向上所受的合力为重力的下滑
(完整word版)高中物理传送带模型总结
“传送带模型” 1.模型特征一个物体以速度v0(v0≥0)在另一个匀速运动的物体上开始运动的力学系统可看做“传送带”模型,如图(a)、(b)、(c)所示. 2.建模指导 水平传送带问题:求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断.判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度,也就是分析物体在运动位移x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等.物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻. 水平传送带模型: 1.传送带是一种常用的运输工具,被广泛应用于矿山、码头、货场、车站、机场等.如图所示为火车站使用的传送带示意图.绷紧的传送带水平部分长度L=5 m,并以v0=2 m/s的速度匀速向右运动.现将一个可视为质点的旅行包无初速度地轻放在传送带的左端,已知旅行包与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2 .(1)求旅行包经过多长时间到达传送带的右端; (2)若要旅行包从左端运动到右端所用时间最短,则传送带速度的大小应满足什么条件?最短时间是多少? 2.如图所示,一质量为m=0.5kg的小物体从足够高的光滑曲面上自由滑下,然后滑上一水平传送带。已知物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,传送带水平部分的长度L=5m,两端的传动轮半径为R=0.2m,在电动机的带动下始终以ω=15/rads的角速度沿顺时针匀速转运, 传送带下表面离地面的高度h不变。如果物体开始沿曲面下滑时距传送带表面 的高度为H,初速度为零,g取10m/s2.求: (1)当H=0.2m时,物体通过传送带过程中,电动机多消耗的电能。 (2)当H=1.25m时,物体通过传送带后,在传送带上留下的划痕的长度。 (3) H在什么范围内时,物体离开传送带后的落地点在同一位置。
高中物理传送带问题(有答案)
传送带问题 例1:一水平传送带长度为20m ,以2m /s 的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为0.1,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,到达另一端所需时间为多少? 解:物体加速度a=μg=1m/s2,经t1=v/a =2s 与传送带相对静止,所发生的位移 S1=1/2 at 12=2m,然后和传送带一起匀速运动经t2=l-s1/v =9s ,所以共需时间t=t1+t2=11s 练习:在物体和传送带达到共同速度时物体的位移,传送带的位移,物体和传送带的相对位移分别是多少?(S1=1/2 vt1=2m ,S2=vt1=4m ,Δs=s2-s1=2m ) 例2:如图2—1所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s 的速度逆时针转动,在传送带上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=0.5,已知传送带从A →B 的长度L=16m ,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 10cos sin =+=m mg mg a θ μθ。 这样的加速度只能维持到物体的速度达到10m/s 为止,其对应的时间和位移分别为: ,1s 10 101s a v t === m 52 21==a s υ<16m 以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上,其加速度大小为(因为mgsin θ>μmgcos θ)。 22m/s 2cos sin =-=m mg mg a θμθ。 设物体完成剩余的位移2s 所用的时间为2t , 则2222022 1t a t s +=υ, 11m= ,10222t t + 解得:)s( 11 s, 1 2212舍去或-==t t , 所以:s 2s 1s 1=+=总t 。
高中物理传送带专题题目与问题详解
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。求此黑色痕迹的长度. 图 甲
(完整word版)高中物理传送带专题题目与答案
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。求此黑色痕迹的长度. B A L h 图 甲
高中物理难点分类解析滑块与传送带模型问题(经典)
滑块—木板模型 例1如图1所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B,A、B间的最大静摩擦力为μmg,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。 分析:为防止运动过程中A落后于B(A不受拉力F的直接作用,靠A、B间的静摩擦力加速),A、B 一起加速的最大加速度由A决定。解答:物块A能获得的最大加速度为:.∴A、B 一起加速运动时,拉力F的最大值为:. 变式1例1中若拉力F作用在A上呢如图2所示。解答:木板B能获得的最大加速度为:。∴A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为: . 变式2在变式1的基础上再改为:B与水平面间的动摩擦因数为(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力),使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。 解答:木板B能获得的最大加速度为:,设A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为F m,则: 解得: 《 例2 如图3所示,质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒 力F,F=8N,当小车速度达到1.5m/s时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小。(g 取10m/s2) 解答:物体放上后先加速:a1=μg=2m/s2,此时小车的加速度为:,当小车与物体达到共同速度时:v共=a1t1=v0+a2t1,解得:t1=1s ,v共=2m/s,以后物体与小车相对静止: (∵,物体不会落后于小车)物体在t=1.5s内通过的位移为:s= a1t12+v共(t-t1)+ a3(t-t1)2=2.1m
练习1如图4所示,在水平面上静止着两个质量均为m=1kg、长度均为L=1.5m的木板A和B,A、B 间距s=6m,在A的最左端静止着一个质量为M=2kg的小滑块C,A、B与C之间的动摩擦因数为μ1=0.2,A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1。最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。现在对C施加一个水平向右的恒力F=4N,A和C开始运动,经过一段时间A、B相碰,碰后立刻达到共同速度,C瞬间速度不变,但A、B并不粘连,求:经过时间t=10s时A、B、C的速度分别为多少(已知重力加速度g=10m/s2) 解答:假设力F作用后A、C一起加速,则:,而A能获得的最 大加速度为:,∵,∴假设成立,在A、C滑行6m的过程中:,∴v1=2m/s,,A、B相碰过程,由动量守恒定律可得:mv1=2mv2 ,∴v2=1m/s,此后A、C相对滑动:,故C匀速运动; ,故AB也匀速运动。设经时间t2,C从A右端滑下:v1t2-v2t2=L∴t2=1.5s,然后A、B分离,A减速运动直至停止:a A=μ2g=1m/s2,向 左,,故t=10s时,v A=0.C在B上继 续滑动,且C匀速、B加速:a B=a0=1m/s2,设经时间t4,C.B速度相 等:∴t4=1s。此过程中,C.B的相对位移为:,故C没有从B的右端滑下。然后C.B一起加速,加速度为a1,加速的时间为: ,故t=10s时,A、B、C的速度分别为0,2.5m/s,2.5m/s. $ 练习2如图5所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数 ,取g=10m/s2,试求: (1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端 (2)若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,通过分析和计算后。(解答略)答案如下:(1)t=1s,(2)①当F≤N时,A、B相对静止且对地静止,f2=F;,②当2N