传送带摩擦力车上放小物块
1,如图所示,物块从光滑曲面的P点自由滑下,通过粗糙的水平传送带后落在Q点,现使传送带逆时针转动,则物块会落在哪里?
答,仍落在Q点
注:滑动摩擦力与相对滑动速度,接触面积均无关。
2,若倾斜的传送带保持静止,一木块从顶端以一定的初速度匀加速下滑到低端。
如果让传送带顺时针方向匀速运动,同样的木块从顶端以同样的初速度下滑到底端的过程中,与传送带保持静止时相比()A 木块在滑到底端的过程中,摩擦力的冲量变大。
B木块在滑到底端的过程中,摩擦力的冲量变小。
C木块在滑到底端的过程中,木块克服摩擦力所做的功变大。
D木块在滑到底端的过程中,系统产生的内能变大。
答案:下滑时间:t=√(2S/a) ,式中加速度a=(mgsinθ-μmgcosθ)/m,先后相同。
运动的距离S,也先后相同。
所以,下滑时间t先后相同。
摩擦力的冲量:I=f*t=(μmgcosθ)*t,先后摩擦力的大小先后不变,时间也不变,所以,摩擦力的冲量大小不变。
木块克服摩擦力所做的功:大小等于W=f*S=(μmgcosθ)*S,式中摩
擦力大小先后不变,木块的位移先后也相同,所以,克服摩擦力所做的功也相同。
系统产生的内能大小等于W=f*S',式中摩擦力大小先后不变,木块相对传送带的位移变大了,所以系统产生的内能也变大了。
D
3,如图2所示传送带与地面间倾角37度,以sm/10的速度逆时针转动,在传送带上端A放上一个质量kgm5.0
之间的滑动摩擦因数0.5,已知传送带从A到B的长度L=16m,则物体从A到B所需的时间为多久?
解析:物体放在A端后,相对传送带沿斜面向上运动,所以受到沿斜面向下的摩擦力而加速运动,直到两者速度相同,此时由于物体受到的合外力不为零,且mgmg sin cos,所以物体继续加速运动,因物体的速度大于传送带的速度,故摩擦力沿斜面向上。
4,如图3所示,AB是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为h,末端B处的切线方向水平。
一个质量为m的小物体P从轨道顶端A 处由静止释放,滑到B端后飞出,落到地面上的C点,轨道如图中虚线BC所示,已知它落地时相对于B点的水平位移OC=l。
现在轨道的下方紧贴B点安装一水平传送带,传送带的右端E与B 端的距离为2l。
当传送带静止时,让P再次从A点由静止释放,它离开轨道并在传送带上滑行后从右端E点水平飞出,仍然落在地面上的C点,当驱动轮转动带动传送带以速度v匀速向右运动时(其他条件不变),P的落地点为D(不计空气阻力)。
试求:(1)P滑至B点时的速度大小;(2)P与传送带之间的动摩擦因数
(3)设传送带轮半径为r,顺时针匀速旋转,当转动的角速度为w 时,小物体P从E端滑落后运动的水平距离为s。
若皮带轮以不同的
w值与s值,讨论s值与w值的关系.
(3)本题因传送带顺时针转动,皮带运动方向与小物体P的初速度方向相同,小物体相对传送带运动的方向是判断摩擦力方向的关键。
现分以下几种情况讨论。
A. 传送带的运行速度小于v1,小物体在传送带上的情况与传送带静止时
相同,所以
B. 传送带的运行速度等于小物体滑上皮带的初速度0v时,两者无相对运动,没有摩擦力,旅行包在皮带上做匀速运动,到达E端以0v 做平抛运动,水平射程大于A中的结果,。
皮带传送中的摩擦力问题
皮带传送中的摩擦力问题武安市第一中学 杨方华摩擦力是高中物理教学的一个重点,也是一个难点,而传送带中的摩擦力问题更是难点中的难点。
为了帮助学生更好的理解这部分内容,我根据多年的教学经验,总结了关于皮带传送中的各种可能存在的问题,希望对各位同仁及学生能有所帮助。
一、 传送带的构造如右图所示,设左轮O 为主动轮,右轮O ′为从动轮。
二、 知识要点1、根据两物体的相对运动方向或相对运动趋势的方向判断摩擦力的方向,再根据受力情况判断物体的运动性质。
例如:上图中(皮带与轮子不打滑)P 点处,因为O 为主动轮,皮带相对轮子有向下运动的趋势,所以皮带上的P 点所受摩擦力为静摩擦力,方向向上;同理,皮带上的Q 点所受摩擦力也为静摩擦力,方向向上。
2、在分析解决问题时,位移“s ”、速度“v ”、加速度“a ”都要以大地为参考系。
三、 关于传送带问题中的几种典型题例(一)水平传送带例1、一水平传送带长度为18m ,以2m/s 的速度匀速运动,方向如图所示。
现将一质量为m 的物块(可视为质点)轻放在传送带的左端,已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.1。
求:物体运动到传送带右端所用的时间?(取g=10m/s 2)【解析】对物块受力分析:物块受重力、支持力、水平向右的摩擦力。
Q PV由牛顿第二定律得:f=μmg=ma a=μg=1m/s 2,所以,物块在传送带上先做匀加速运动。
当物体加速到与传动带速度相同时,两物体间没有相对运动,也没有相对运动的趋势,物体开始与传送带一起做匀速运动。
物体运动到右端的时间要分过程计算: 在匀加速运动阶段:s g v a v t 21===μ m at s 22121== 在匀速运动阶段:s vs l t 812=-=所以 s t t t 1021=+=【扩展1】若传送带的速度为8m/s ,求物体运动到传送带右端所用的时间? 解:在匀加速运动阶段:s g v a v t 81===μ m at s 322121== 因为 s 1>L ,所以物体到达传送带右端时速度仍小于v ,即物体在整个过程中都做匀加速运动。
牛顿第三定律知识点和习题
牛顿第三定律知识点和经典例习题一,必过知识点梳理知识点:1、牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
理解要点:(1)作用力和反作用力相互依赖性,它们是相互依存,互以对方作为自已存在的前提;(2)作用力和反作用力的同时性,它们是同时产生、同时消失,同时变化,不是先有作用力后有反作用力;(3)作用力和反作用力是同一性质的力;(4)作用力和反作用力是不可叠加的,作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可求它们的合力,两个力的作用效果不能相互抵消,这应注意同二力平衡加以区别。
(5)区分一对作用力反作用力和一对平衡力:一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
不同点有:作用力反作用力作用在两个不同物体上,而平衡力作用在同一个物体上;作用力反作用力一定是同种性质的力,而平衡力可能是不同性质的力;作用力反作用力一定是同时产生同时消失的,而平衡力中的一个消失后,另一个可能仍然存在。
2.物体受力分析的基本程序:(1)确定研究对象;(2)采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力;(3)按照先重力,然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力(4)画物体受力图,没有特别要求,则画示意图即可。
3.超重和失重:(1)超重:物体具有竖直向上的加速度称物体处于超重。
处于超重状态的物体对支持面的压力F(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力,即F=mg+ma.;(2)失重:物体具有竖直向下的加速度称物体处于失重。
处于失重状态的物体对支持面的压力F N(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg,即F N=mg-ma,当a=g时,F N=0,即物体处于完全失重。
4、牛顿定律的适用范围:(1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系,不能用于非惯性系;(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题;(3)只适用于宏观物体,一般不适用微观粒子。
高中物理学习细节(人教版)之机械能守恒定律:传送带模型中的能量守恒问题(含解析)
传送带模型的特征是以静摩擦力的转换为纽带来联系传送带和物体的相对运动。
物体随传送带的运动有匀加速直线运动和匀速直线运动,有受滑动摩擦力、静摩擦力以及不受摩擦力三种情况。
处理这类问题时只要分析传送带施加给物体的摩擦力特点、抓住临界条件、挖掘隐含条件,运用牛顿运动定律、运动学公式、功能关系和能量守恒定律列出方程就可解决。
【典例1】如图所示,电动机带动传送带以速度v 匀速传动,一质量为m 的小木块静止放在传送带上(传送带足够长),若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ,当小木块与传送带相对静止时,求:(1) 小木块获得的动能; (2) 摩擦过程产生的热量; (3) 传送带克服摩擦力所做的功; (4) 电动机输出的总能量。
(1)小木块获得的动能E k =12mv 2;(2)产生的热量Q =F f Δl =F f (l 2-l 1)=μmg (l 2-l 1)=12mv 2;(3)传送带克服摩擦力所做的功W =μmgl 2=mv 2;(4)电动机输出的总能量转化为小木块的动能和系统产生的热量E =E k +Q =mv 2。
【答案】 (1)12mv 2 (2)12mv 2 (3) mv 2 (4)mv 2【典例2】 如图所示,一传送带与水平面夹角为θ=30°,以2 m/s 的恒定速度顺时针运行。
现将一质量为10 kg 的工件轻放于传送带底端,经一段时间送到高度为2 m 的高处,工件与传送带间的动摩擦因数为μ=32。
求带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能。
即s ′=2s =1.6 m.由于滑动摩擦力做功而增加的内能为Q =f Δs =μmg cos30°(s ′-s )=60 J故电动机多消耗的电能为ΔE =ΔE k +ΔE p +Q =280 J. 【答案】 280 J 【针对训练】1. 足够长的传送带以v 匀速传动,一质量为m 的小物块A 由静止轻放于传送带上,若小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图71011所示,当小物块与传送带相对静止时,转化为内能的能量为( )A .mv 2B .2mv 2C.14mv 2 D .12mv 2【解析】 物块A 被放于传送带即刻做匀加速直线运动,加速度a =μmgm=μg , 匀加速过程前进的距离:x 1=v 22a =v 22μg ,该时间内传送带前进距离:x 2=vt =v ·v μg =v 2μg,所以物块相对传送带滑动距离:Δx =x 2-x 1=v 22μg ,故产生的内能:Q =μmg ·Δx =μmg ·v 22μg =12mv 2,D 正确。
牛顿运动定律之滑块与传送带问题(含解析)
牛顿运动定律滑块与传送带专题一“滑块—滑板”模型1.模型特点上、下叠放两个物体,在摩擦力的相互作用下两物体发生相对滑动.2.两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和滑板同向运动,位移之差等于板长;反向运动时,位移之和等于板长.3.解题思路处理此类问题,必须弄清滑块和滑板的加速度、速度、位移等关系.(1) 加速度关系如果滑块和滑板之间没有发生相对运动,可以用“整体法”求出它们一起运动的加速度;如果滑块和滑板之间发生相对运动,应采用“隔离法”分别求出滑块和滑板的加速度.应注意找出滑块和滑板之间是否发生相对运动等隐含的条件.(2) 速度关系滑块和滑板之间发生相对运动时,分析速度关系,从而确定滑块受到的摩擦力的方向.应注意当滑块和滑板的速度相同时,摩擦力会发生突变的情况.(3) 位移关系滑块和滑板叠放在一起运动时,应仔细分析滑块和滑板的运动过程,认清对地位移和相对位移之间的关系.这些关系就是解题过程中列方程所必需的关系,各种关系找到了,自然也就容易列出所需要的方程了.例一、如图,两个滑块A和B的质量分别为m A=1 kg和m B=5 kg,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5;木板的质量为m=4 kg,与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v0=3 m/s.A、B相遇时,A与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10 m/s2.求:(1)B与木板相对静止时,木板的速度;(2)A、B开始运动时,两者之间的距离.解析:(1)滑块A和B在木板上滑动时,木板也在地面上滑动.设A、B和木板所受的摩擦力大小分别为F f1、F f2和F f3,A和B相对于地面的加速度大小分别为a A和a B,木板相对于地面的加速度大小为a1,在物块B与木板达到共同速度前有F f1=μ1m A g ①F f2=μ1m B g ②F f3=μ2(m+m A+m B)g ③由牛顿第二定律得F f1=m A a A ④F f2=m B a B ⑤F f2-F f1-F f3=ma1 ⑥设在t1时刻,B与木板达到共同速度,其大小为v1,由运动学公式有v1=v0-a B t1 ⑦v1=a1t1 ⑧联立①②③④⑤⑥⑦⑧式,代入已知数据得v1=1 m/s,方向与B的初速度方向相同⑨(2)在t1时间间隔内,B相对于地面移动的距离为s B=v0t1-12a B t21⑩设在B与木板达到共同速度v1后,木板的加速度大小为a2,对于B与木板组成的体系,由牛顿第二定律有F f1+F f3=(m B+m)a2 ⑪由①②④⑤式知,a A=a B;再由⑦⑧式知,B与木板达到共同速度时,A的速度大小也为v1,但运动方向与木板相反.由题意知,A和B相遇时,A与木板的速度相同,设其大小为v2,设A的速度大小从v1变到v2所用的时间为t2,则由运动学公式,对木板有v2=v1-a2t2 ⑫对A有v2=-v1+a A t2 ⑬在t2时间间隔内,B(以及木板)相对地面移动的距离为s1=v1t2-12a2t22⑭在(t1+t2)时间间隔内,A相对地面移动的距离为s A=v0(t1+t2)-12a A(t1+t2)2 ⑮A和B相遇时,A与木板的速度也恰好相同,因此A和B开始运动时,两者之间的距离为s0=s A+s1+s B ⑯联立以上各式,并代入数据得s0=1.9 m.(也可用如图所示的速度-时间图线求解)答案:(1)1 m/s方向与B的初速度方向相同(2)1.9 m【题后反思】求解“滑块—滑板”模型问题的方法技巧(1)弄清各物体初态对地的运动和相对运动(或相对运动趋势),根据相对运动(或相对运动趋势)情况,确定物体间的摩擦力方向.(2)正确地对各物体进行受力分析,并根据牛顿第二定律确定各物体的加速度,结合加速度和速度的方向关系确定物体的运动情况.(3)速度相等是这类问题的临界点,此时往往意味着物体间的相对位移最大,物体的受力和运动情况可能发生突变.跟踪练习1. (水平面光滑的“滑块—滑板”模型)如图所示,质量M=8 kg的小车静止在光滑水平面上,在小车右端施加一水平拉力F=8 N.当小车速度达到1.5 m/s 时,在小车的右端由静止轻放一大小不计、质量m=2 kg的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长.从物体放上小车开始经t=1.5 s 的时间,物体相对地面的位移为(g取10 m/s2)()A.1 m B.2.1 mC.2.25 m D.3.1 m解析:选B.放上物体后,物体的加速度a1=μg=2 m/s2,小车的加速度:a2=F-μmgM=0.5 m/s2,物体的速度达到与小车共速的时间为t1,则a1t1=v0+a2t1,解得t1=1 s;此过程中物体的位移:s1=12a1t21=1 m;共同速度为v=a1t1=2 m/s;当物体与小车相对静止时,共同加速度为a=FM+m=0.8 m/s2,再运动0.5 s的位移s2=vt′+12at′2=1.1 m,故从物体放上小车开始的1.5 s时间内,物体相对地面的位移为1 m+1.1 m=2.1 m,选项B正确.2. (水平面粗糙的“滑块—滑板”模型)如图所示,一长木板在水平地面上运动,在某时刻(t=0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上.已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上.在物块放到木板上之后,木板运动的速度—时间图象可能是图中的()解析:选A.放上小物块后,长木板受到小物块施加的向左的滑动摩擦力和地面向左的滑动摩擦力,在两力的共同作用下减速,小物块受到向右的滑动摩擦力作用,做匀加速运动,当两者速度相等后,可能以共同的加速度一起减速,直至速度为零,共同减速时的加速度小于两者相对运动时木板的加速度,故A 正确,B、C错误;由于水平面有摩擦,故两者不可能一起匀速运动,D错误.3.(多个板块的组合模型)如图所示,两木板A、B并排放在地面上,A左端放一小滑块,滑块在F=6 N的水平力作用下由静止开始向右运动.已知木板A、B长度均为l=1 m,木板A的质量m A=3 kg,小滑块及木板B的质量均为m=1 kg,小滑块与木板A、B间的动摩擦因数均为μ1=0.4,木板A、B与地面间的动摩擦因数均为μ2=0.1,重力加速度g=10 m/s2.求:(1)小滑块在木板A上运动的时间;(2)木板B获得的最大速度.解析:(1)小滑块对木板A的摩擦力F f1=μ1mg=4 N,木板A与B整体受到地面的最大静摩擦力F f2=μ2(2m+m A)g=5 N.F f1<F f2,小滑块滑上木板A后,木板A保持静止设小滑块滑动的加速度为a1,则:F-μ1mg=ma1,l=12a1t21,解得:t1=1 s.(2)设小滑块滑上B时,小滑块速度为v1,B的加速度为a2,经过时间t2滑块与B脱离,滑块的位移为x块,B的位移为x B,B的最大速度为v B,则:μ1mg-2μ2mg=ma2,v B=a2t2,x B=12a2t22,v1=a1t1,x块=v1t2+12a1t22,x块-x B=l,联立以上各式可得:v B=1 m/s.答案:(1)1 s(2)1 m/s4.(斜面上的“滑块—滑板”问题)如图所示,在足够长的光滑固定斜面底端放置一个长度L=2 m、质量M=4 kg 的木板,木板的最上端放置一质量m=1 kg 的小物块(可视为质点).现沿斜面向上对木板施加一个外力F使其由静止开始向上做匀加速直线运动.已知斜面倾角θ=30°,物块和木板间的动摩擦因数μ=3 2,g取10 m/s2.(1)当外力F=30 N时,物块和木板保持相对静止,求二者共同运动的加速度大小;(2)当外力F=53.5 N时,物块和木板之间将会相对滑动,则二者完全分离时的速度各为多大?解析:(1)物块和木板共同运动时,分析整体的受力情况,由牛顿第二定律得F-(M+m)g sin θ=(M+m)a解得a=1 m/s2.(2)设木板和物块的加速度分别为a1、a2,二者完全分离的时间为t,分离时速度分别为v1、v2,分析木板和物块的受力情况,由牛顿第二定律可得F-Mg sin θ-μmg cos θ=Ma1μmg cos θ-mg sin θ=ma2又L=12(a1-a2)t2v1=a1tv2=a2t联立解得v1=6.5 m/s,v2=2.5 m/s. 答案:(1)1 m/s2(2)6.5 m/s 2.5 m/s二、传送带模型(一)、水平传送带问题1.情景特点分析项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)v0>v时,可能一直减速,也可能先减速再匀速(2)v0<v时,可能一直加速,也可能先加速再匀速情景3(1)传送带较短时,滑块一直减速达到左端(2)传送带较长时,滑块还要被传送带传回右端.其中v0>v返回时速度为v,当v0<v返回时速度为v0水平传送带问题:求解关键在于对物体所受摩擦力进行正确的分析判断.物体的速度与传送带速度相等的时刻摩擦力发生突变.例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.紧绷的传送带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/s2.(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)行李所受滑动摩擦力大小F f=μmg=0.1×4×10 N=4 N,根据牛顿第二定律得F f=ma,加速度大小a=μg=0.1×10 m/s2=1 m/s2.(2)行李达到与传送带相同速率后不再加速,则v=at1,得t1=va=11s=1 s.(3)行李始终匀加速运行时,所需时间最短,加速度大小仍为a=1 m/s2,当行李到达右端时,有v2min=2aL,得v min=2aL=2×1×2 m/s=2 m/s,所以传送带对应的最小运行速率为2 m/s.由v min=at min得行李最短运行时间t min=v mina=21s=2 s.答案:(1)4 N 1 m/s2(2)1 s(3)2 s 2 m/s(二)倾斜传送带问题1.情景特点分析项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能先以a1加速后以a2加速2.解题的关键在于分析清楚物体与传送带的相对运动情况,从而确定物体所受摩擦力的大小和方向.当物体速度与传送带速度相等时,物体所受摩擦力可能发生突变.例2、如图所示为货场使用的传送带的模型,传送带倾斜放置,与水平面夹角为θ=37°,传送带AB足够长,传送皮带轮以大小为v=2 m/s的恒定速率顺时针转动.一包货物以v0=12 m/s的初速度从A端滑上倾斜传送带,若货物与皮带之间的动摩擦因数μ=0.5,且可将货物视为质点.(1)求货物刚滑上传送带时加速度为多大?(2)经过多长时间货物的速度和传送带的速度相同?这时货物相对于地面运动了多远?(3)从货物滑上传送带开始计时,货物再次滑回A端共用了多少时间?(g=10 m/s2,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)解析:(1)设货物刚滑上传送带时加速度大小为a1,货物受力如图所示:根据牛顿第二定律得沿传送带方向:mg sin θ+F f=ma1,垂直传送带方向:mg cos θ=F N,又F f=μF N由以上三式得:a1=g(sin θ+μcos θ)=10×(0.6+0.5×0.8) m/s2=10 m/s2,方向沿传送带向下.(2)货物速度从v0减至传送带速度v所用时间设为t1,位移设为x1,则有:t1=v-v0-a1=1 s,x1=v0+v2t1=7 m.(3)当货物速度与传送带速度相等时,由于mg sin θ>μmg cos θ,此后货物所受摩擦力沿传送带向上,设货物加速度大小为a2,则有mg sin θ-μmg cos θ=ma2,得:a2=g(sin θ-μcos θ)=2 m/s2,方向沿传送带向下.设货物再经时间t2,速度减为零,则t2=0-v-a2=1 s.沿传送带向上滑的位移x2=v+02t2=1 m,则货物上滑的总距离为x=x1+x2=8 m.货物到达最高点后将沿传送带匀加速下滑,下滑加速度大小等于a2.设下滑时间为t3,则x=12a2t23,代入解得t3=2 2 s.所以货物从A端滑上传送带到再次滑回A端的总时间为t=t1+t2+t3=(2+22) s.答案:(1)10 m/s2,方向沿传送带向下(2)1 s7 m(3)(2+22) s【总结提升】解答传送带问题应注意的事项(1)比较物块和传送带的初速度情况,分析物块所受摩擦力的大小和方向,其主要目的是得到物块的加速度.(2)关注速度相等这个特殊时刻,水平传送带中两者一块匀速运动,而倾斜传送带需判断μ与tan θ的关系才能决定物块以后的运动.(3)得出运动过程中两者相对位移情况,以后在求解摩擦力做功时有很大作用.跟踪练习1.(物块初速度不为零的倾斜传送带模型)(多选)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,下面哪个是可能的()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<v1解析:选ABC.物块从A端滑上传送带,在传送带上必先相对传送带向下运动,由于不确定物块与传送带间的摩擦力和物块的重力沿传送带下滑分力的大小关系和传送带的长度,若能从A端离开,由运动的对称性可知,必有v=v1,即选项C正确,D错误;若从B端离开,当摩擦力大于重力的分力时,则v<v1,选项B正确;当摩擦力小于重力的分力时,则v>v1,选项A正确;当摩擦力和重力的分力相等时,物块一直做匀速直线运动,v=v1,故本题应选A、B、C.2. (物块初速度为零的倾斜传送带模型)如图所示,传送带AB的长度为L=16 m,与水平面的夹角θ=37°,传送带以速度v0=10 m/s匀速运动,方向如图中箭头所示.在传送带最上端A处无初速度地放一个质量m=0.5 kg的小物体(可视为质点),它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5.g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)物体从A运动到底端B所用的时间;(2)物体与传送带的相对位移大小.解析:(1)开始阶段,设物体的加速度为a1,由牛顿第二定律有mg sin θ+μmg cos θ=ma1,解得a1=10 m/s2.物体加速到与传送带的速度相等时的位移为:x1=v202a=5 m<16 m,即物体加速到10 m/s时,未达到B点,其时间t1=v0a1=1 s.由于mg sin θ=3 N>μmg cos θ=2 N,所以物体将继续做加速运动.设物体的加速度为a2,经历的时间为t2,由牛顿第二定律有mg sin θ-μmg cos θ=ma2,解得a2=2 m/s2.由位移公式L-x1=v0t2+12a2t22,解得时间t2=1 s,所以总时间t=t1+t2=2 s.(2)在传送带上取一点M.M点做匀速运动,物体一直做加速运动.法一:整体法整个过程物体的位移大小为x物=L=16 m,传送带位移大小为x传=v0t=20 m,故物体相对于传送带(M 点)的位移大小为: x =x 传-x 物=4 m.由于M 点的位移大于物体的位移,故全过程物体向后远离M 点4 m. 法二:v -t 图象法相对位移的大小为两个阴影三角形面积之差,即: x =10×12-1×(12-10)2=4(m).法三:分段法第一个过程:M 点的位移为v 0t 1=10 m , 所以物体与传送带间的相对位移大小 x 相对1=v 0t 1-x 1=5 m.由于M 点的速度大于物体的速度,故此过程物体在M 点后面5 m 处. 第二个过程:M 点的位移为v 0t 2=10 m , 物体的位移为L -x 1=11 m , 故相对位移大小为x 相对2=1 m. 此过程物体追M 点,并靠近M 点1 m.故相对位移大小x =x 相对1-x 相对2=4 m .即全过程物体向后远离M 点4 m. 答案:(1)2 s (2)4 m精选练习1.(多选)如图所示,表面粗糙、质量M =2 kg 的木板,t =0时在水平恒力F 的作用下从静止开始沿水平面向右做匀加速直线运动,加速度a =2.5 m/s 2,t =0.5 s 时,将一个质量m =1 kg 的小铁块(可视为质点)无初速度地放在木板最右端,铁块从木板上掉下时速度是木板速度的一半.已知铁块和木板之间的动摩擦因数μ1=0.1,木板和地面之间的动摩擦因数μ2=0.25,g =10 m/s 2,则( )A .水平恒力F 的大小为10 NB .铁块放上木板后,木板的加速度为2 m/s 2C .铁块在木板上运动的时间为1 sD .木板的长度为1.625 m解析:选AC .未放铁块时,对木板由牛顿第二定律:F -μ2Mg =Ma ,解得F =10 N ,选项A 正确;铁块放上木板后,对木板:F -μ1mg -μ2(M +m )g =Ma ′,解得:a ′=0.75 m/s 2,选项B 错误;0.5 s 时木板的速度v 0=at 1=2.5×0.5 m/s =1.25 m/s ,铁块滑离木板时,木板的速度:v 1=v 0+a ′t 2=1.25+0.75t 2,铁块的速度v ′=a 铁t 2=μ1gt 2=t 2,由题意:v ′=12v 1,解得t 2=1 s ,选项C 正确;铁块滑离木板时,木板的速度v 1=2 m/s ,铁块的速度v ′=1 m/s ,则木板的长度为:L =v 0+v 12t 2-v ′2t 2=1.25+22×1 m -12×1 m =1.125 m ,选项D 错误;故选A 、C .2.(多选)如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪,用于对旅客的行李进行安全检查.其传送装置可简化为如图乙的模型,紧绷的传送带始终保持v =1 m/s 的恒定速率运行.旅客把行李无初速度地放在A 处,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.若乘客把行李放到传送带的同时也以v =1 m/s 的恒定速率平行于传送带运动到B 处取行李,则( )A .乘客与行李同时到达B 处B .乘客提前0.5 s 到达B 处C .行李提前0.5 s 到达B 处D .若传送带速度足够大,行李最快也要2 s 才能到达B 处解析:选BD .行李放在传送带上,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.加速度为a =μg =1 m/s 2,历时t 1=v a =1 s 达到共同速度,位移x 1=v2t 1=0.5 m ,此后行李匀速运动t 2=L -x 1v =1.5 s 到达B ,共用2.5 s ;乘客到达B ,历时t =Lv =2 s ,B 正确;若传送带速度足够大,行李一直加速运动,最短运动时间t min =2La =2×21s =2 s ,D 正确. 3.如图甲所示,倾角为37°足够长的传送带以4 m/s 的速度顺时针转动,现将小物块以2 m/s 的初速度沿斜面向下冲上传送带,小物块的速度随时间变化的关系如图乙所示,g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,试求:(1)小物块与传送带间的动摩擦因数为多大; (2)0~8 s 内小物块与传送带之间的划痕为多长. 解析:(1)根据v -t 图象的斜率表示加速度, a =Δv Δt =22m/s 2=1 m/s 2,由牛顿第二定律得μmg cos 37°-mg sin 37°=ma , 解得μ=78.(2)0~8 s 内只有前6 s 内物块与传送带发生相对滑动0~6 s 内传送带匀速运动距离为:x 带=4×6 m =24 m .速度图象的“面积”大小等于位移,则0~2 s 内物块位移为:x 1=12×2×2 m =2 m ,方向沿斜面向下,2~6 s 内物块位移为:x 2=12×4×4 m =8 m ,方向沿斜面向上.所以划痕的长度为:Δx =x 带+x 1-x 2=(24+2-8) m =18 m. 答案:(1)78(2)18 m4.如图所示,在光滑水平地面上停放着一质量为M =2 kg 的木板,木板足够长,某时刻一质量为m =1 kg 的小木块以某一速度v 0(未知)冲上木板,木板上表面粗糙,经过t =2 s 后二者共速,且木块相对地面的位移x =5 m ,g =10 m/s 2.求:(1)木块与木板间的动摩擦因数μ;(2)从木块开始运动到共速的过程中产生的热量Q .(结果可用分数表示) 解析:(1)设冲上木板后小木块的加速度大小为a 1, 对小木块,有μmg =ma 1,设木板开始运动的加速度大小为a 2,对木板, 有μmg =Ma 2,二者共速时,有v 共=a 2t =v 0-a 1t , 对小木块,有x =v 0t -12a 1t 2,联立得μ=18.(2)由(1)得a 2=58 m/s 2,得v 共=54m/s.木板发生的位移x ′=v 共2t =54m ,二者相对位移为Δx =x -x ′=154m , 产生的热量为Q =μmg ·Δx , 联立得Q =7516J. 答案:(1)18 (2)7516J5. (多选)滑沙运动是小孩比较喜欢的一项运动,其运动过程可类比为如图所示的模型,倾角为37°的斜坡上有长为1 m 的滑板,滑板与沙间的动摩擦因数为916.小孩(可视为质点)坐在滑板上端,与滑板一起由静止开始下滑.小孩与滑板之间的动摩擦因数取决于小孩的衣料,假设图中小孩与滑板间的动摩擦因数为0.5,小孩的质量与滑板的质量相等,斜坡足够长,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g 取10 m/s 2,则下列判断正确的是( )A .小孩在滑板上下滑的加速度大小为2 m/s 2B .小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为0.5 m/s 2C .经过 2 s 的时间,小孩离开滑板D .小孩离开滑板时的速度大小为433m/s 解析:选AC .对小孩,由牛顿第二定律,加速度大小为a 1=mg sin 37°-μ1mg cos 37°m =2 m/s 2,同理对滑板,加速度大小为a 2=mg sin 37°+μ1mg cos 37°-2μ2mg cos 37°m =1 m/s2,选项A 正确,B 错误;要使小孩与滑板分离,12a 1t 2-12a 2t 2=L ,解得t = 2 s(另一解不符合,舍去),离开滑板时小孩的速度大小为v =a 1t =2 2 m/s ,选项C 正确,D 错误.6.如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率v 1沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°.一物块以初速度v 0从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的v -t 图象如图乙所示,物块到传送带顶端时速度恰好为零,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,则()A.传送带的速度为4 m/sB.传送带底端到顶端的距离为14 mC.物块与传送带间的动摩擦因数为1 8D.摩擦力方向一直与物块运动的方向相反解析:选A.如果v0小于v1,则物块向上做减速运动时加速度不变,与题图乙不符,因此物块的初速度v0一定大于v1.结合题图乙可知物块减速运动到与传送带速度相同时,继续向上做减速运动,由此可以判断传送带的速度为4 m/s,选项A正确.传送带底端到顶端的距离等于v -t图线与横轴所围的面积,即12×(4+12)×1 m+12×1×4 m=10 m,选项B错误.0~1 s内,g sin θ+μg cos θ=8 m/s2,1~2 s内,g sin θ-μg cos θ=4 m/s2,解得μ=14,选项C错误;在1~2 s内,摩擦力方向与物块的运动方向相同,选项D错误.7.如图所示,倾角α=30°的足够长的光滑斜面固定在水平面上,斜面上放一长L=1.8 m,质量M=3 kg的薄木板,木板的最上端叠放一质量m=1 kg的小物块,物块与木板间的动摩擦因数μ=32.对木板施加沿斜面向上的恒力F,使木板沿斜面由静止开始向上做匀加速直线运动,假设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2.(1)为使物块不滑离木板,求力F应满足的条件;(2)若F=37.5 N,物块能否滑离木板?若不能,请说明理由;若能,求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离.解析:(1)若整体恰好静止,则F =(M +m )g sin α=(3+1)×10×sin 30° N =20 N. 因要拉动木板,则F >20 N ,若整体一起向上做匀加速直线运动,对物块和木板,由牛顿第二定律得 F -(M +m )g sin α=(M +m )a , 对物块有f -mg sin α=ma , 其中f ≤μmg cos α 代入数据解得F ≤30 N.向上加速的过程中为使物体不滑离木板,力F 应满足的条件为20 N<F ≤30 N.(2)当F =37.5 N>30 N 时,物块能滑离木板,由牛顿第二定律,对木板有F -μmg cos α-Mg sin α=Ma 1,对物块有μmg cos α-mg sin α=ma 2,设物块滑离木板所用的时间为t ,由运动学公式得 12a 1t 2-12a 2t 2=L , 代入数据解得t =1.2 s.物块滑离木板时的速度v =a 2t , 由-2g sin α·s =0-v 2, 代入数据解得s =0.9 m. 答案:见解析8.如图所示为车站使用的水平传送带模型,其A 、B 两端的距离L =8 m ,它与水平台面平滑连接.现有一物块以v 0=10 m/s 的初速度从A 端水平地滑上传送带.已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.6.求:(1)若传送带保持静止,物块滑到B 端时的速度大小;(2)若传送带顺时针匀速转动的速率恒为12 m/s ,物块到达B 端时的速度大小;(3)若传送带逆时针匀速转动的速率恒为4 m/s ,且物块初速度变为v 0′=6 m/s ,仍从A 端滑上传送带,物块从滑上传送带到离开传送带的总时间.解析:(1)设物块的加速度大小为a,由受力分析可知F N=mg,F f=ma,F f=μF N,得a=6 m/s2.传送带静止,物块从A到B做匀减速直线运动,又x=v202a=253m>L=8 m,则由v2B-v20=-2aL.得v B=2 m/s.(2)由题意知,传送带顺时针匀速转动的速率12 m/s>v0,物块所受的摩擦力沿传送带方向,即物块先加速到v1=12 m/s,由v21-v20=2ax1,得x1=113m<L=8 m.故物块先加速运动后匀速运动即物块到达B时的速度为v B′=v1=12 m/s.(3)当物块初速度v0′=6 m/s时,物块速度减为零时的位移x2=v0′22a=3 m<L,所以物块先向右减速后向左加速由v2=v0′-at1,得t1=1 s;当物块向左加速到v3=4 m/s时由v23-v22=2ax3得x3=43m<x2=3 m,故物块向左先加速运动后匀速运动由v3=v2+at2,得t2=23s;当物块向左匀速运动v4=v3=4 m/s,x4=x2-x3=53m.由x4=v4t3,得t3=512s,故t=t1+t2+t3=25 12s.答案:(1)2 m/s(2)12 m/s(3)25 12s。
2020年高考物理4-5月模拟试题汇编专题03 牛顿运动定律(word档含答案解析)
专题03牛顿运动定律1.(2020届东北三省四市高三一模)如图甲所示,水平地面上有足够长平板车M,车上放一物块m,开始时M、m均静止。
t=0时,车在外力作用下开始沿水平面向右运动,其v-t 图像如图乙所示,已知物块与平板车间的动摩擦因数为0.2,取g=10m/s2。
下列说法正确的是()A.0-6s内,m的加速度一直保持不变B.m相对M滑动的时间为3sC.0-6s内,m相对M滑动的位移的大小为4mD.0-6s内,m、M相对地面的位移大小之比为3:42.(2020届广东省广州、深圳市学调联盟高三第二次调研)质量为m的光滑圆柱体A放在质量也为m的光滑“ V”型槽B上,如图,α=60°,另有质量为M的物体C通过跨过定滑轮的不可伸长的细绳与B相连,现将C自由释放,则下列说法正确的是()A.当M= m时,A和B保持相对静止,共同加速度为0.5gB.当M=2m时,A和B保持相对静止,共同加速度为0.5gC.当M=6m时,A和B保持相对静止,共同加速度为0.75gD.当M=5m时,A和B之间的恰好发生相对滑动3.(2020届广东省广州、深圳市学调联盟高三第二次调研)如图所示,A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接,放置在倾角为θ的光滑斜面上,当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时,三者恰好保持静止,已知A、B、C三者质量相等,重力加速度为g。
下列说法正确的是A .在轻绳被烧断的瞬间,A 的加速度大小为B .在轻绳被烧断的瞬间,B 的加速度大小为C .剪断弹簧的瞬间,A 的加速度大小为D .突然撤去外力F 的瞬间,A 的加速度大小为4.(2020届广东省广州市广大附中高三模拟)如图所示,某时刻将质量为10kg 的货物轻放在匀速运动的水平传送带最左端,当货物与传送带速度恰好相等时,传送带突然停止运动,货物最后停在传送带上。
货物与传送带间的动摩擦因数为0.5,货物在传送带上留下的划痕长为0.1m ,重力加速度取10m/s 2。
高考物理一轮总复习第3章专题强化4传送带模型和“滑块_木板”模型提能训练(含答案)
高考物理一轮总复习提能训练:第三章 专题强化四基础过关练题组一 传送带模型1.(多选)为保障市民安全出行,有关部门规定:对乘坐轨道交通的乘客所携带的物品实施安全检查。
如图甲所示为乘客在进入地铁站乘车前,将携带的物品放到水平传送带上通过检测仪接受检查时的情景。
如图乙所示为水平传送带装置示意图。
紧绷的传送带ab 始终以1 m/s 的恒定速率运行,乘客将一质量为1 kg 的小包(可视为质点)无初速度地放在传送带左端的a 点,设行李与传送带之间的动摩擦因数为0.1,a 、b 间的距离为2 m ,g 取10 m/s 2。
下列速度—时间(v -t )图像和位移—时间(x -t )图像中,可能正确反映行李在a 、b 之间的运动情况的有(除C 中0~1 s 为曲线外,其余均为直线段)( AC )[解析] 行李放到传送带上,由μmg =ma 可得a =1 m/s 2,则由v =at ,得t =1 s ,可知行李在0~1 s 内做匀加速直线运动,与传送带共速后做匀速直线运动,故A 正确,B 错误;行李在t =1 s 时的位移x =12at 2=0.5 m ,行李在0~1 s 内做匀加速直线运动,x -t图像为抛物线,之后做匀速直线运动,x -t 图像为直线,故C 正确,D 错误。
2.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 ,则下列说法不正确的是( D )A .若传送带不动,则vB =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 .若传送带以速度v =2 m/s 顺时针匀速转动,v B =2 m/s[解析] 若传动带不动或逆时针匀速转动,则工件水平方向受水平向左的滑动摩擦力作用,由牛顿第二定律,得μmg =ma ,由匀变速运动的规律可知v 2B -v 2A =-2as ,代入数据解得vB =3 m/s ,A 、B 正确;若传送带以速度v =2 m/s 顺时针匀速转动,假设工件在到达B 端前速度降至2 m/s ,则工件水平方向受水平向左的滑动摩擦力作用,设加速度大小为a ,由牛顿第二定律,得μmg =ma ,工件滑上传送带先做匀减速直线运动,当速度减小到2 m/s时所经过的位移x =v 2A -v22a =16-42m =6 m>3.5 m ,所以假设不成立,所以工件一直做匀减速运动,由匀变速运动的规律可知v 2B -v 2A =-2as ,代入数据解得vB =3 m/s ,D 错误,C 正确。
3.3.7 - 传送带问题(一轮复习)
解答传送带问题应注意的事项 (1)比较物块和传送带的初速度情况,分析物块所受摩擦 力的大小和方向,其主要目的是得到物块的加速度。 (2)关注速度相等这个特殊时刻,水平传送带中两者一块 匀速运动,而倾斜传送带需判断μ与tan θ的关系才能决 定物块以后的运动。
思路点拨 (1)分析摩擦力方向→判断A和B的运动性质→求速 度和时间。 (2)计算A和B的位移→求相对位移→最短长度。 解析 (1)对A、B分别由牛顿第二定律有 又μmMg==2mM,a可A得,aμA=m12gμ=g,maBa=Bμg 规定水平向右为正方向,经时间t两者达到共同速度v,则v=v0 解-得atB=t=aA2+-v0avB=0+34μvag0 ,Atv=-v30。
解析 (1)物块在达到与传送带速度v=4 m/s相等前,做匀加 速直线运动,有 F+μmgcos 37°-mgsin 37°=ma1 联v=立得a1ta11=8 m/s2,t1=0.5 s,故 s1=12a1t21=1 m 物块与传送带达到共同速度后, 因F-mgsin θ-μmgcos 37°=0 故物块在平衡力作用下随传送带一起匀速上升 s2=sinH37°-s1=2 m,t2=sv2=0.5 s 物块在传送带上运动的总时间t=t1+t2=1 s。
专题突破 动力学中“传送带”
突破一 “传送带”模型
水平传送带 分析解答问题的关键 (1)对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断。 (2)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。
【例1】 如图1所示,水平传送带始终以v匀速运动,现将 一质量为m的物体轻放于A端,物体与传送带之间的动摩 擦因数为μ,AB长为L,L足够长,重力加速度为g。问:
高中物理怎么分析物体在传送带上的摩擦力
高中物理怎么分析物体在传送带上的摩擦力分析物体在传送带上的摩擦力,首先要弄清以下三个问题:1、物体在传送带上参照物的选取传送带上物体的摩擦力,要以与物体接触的传送带为参照物,不要以地面或相对于地面静止的物体为参照物。
2、物体在传送带上确定摩擦力方向的方法判断物体在传送带上的摩擦力方向,关键是分清物体相对传送带是相对滑动,还是有相对运动趋势。
如果是相对运动,则物体受到的滑动摩擦力方向与物体相对传送带滑动的方向相反;如果有相对运动趋势,一般用假设法先确定物体相对传送带的运动趋势方向,最后根据静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反来确定物体受到的静摩擦力方向。
确定物体相对传送带运动趋势的方法:即假设物体与传送带的接触面突然变成光滑,在这一条件下开始分析,若物体与传送带的速度仍相同,说明物体与传送带之间无相对运动趋势;若物体与传送带的速度不同,再进一步分析出物体相对传送带的速度方向,则该方向就是物体相对传送带的运动趋势方向。
3、物体在传送带上摩擦力的大小等于计算物体与传送带之间的滑动摩擦力用计算。
水平传送带上,FN等于物体重力沿垂直于传送带方向的分力。
物体重力大小;倾斜传送带上,FN计算传送带上物体的静摩擦力大小,没有现成的公式计算,一般根据平衡知识或牛顿第二定律确定。
例1、图1中传送带上部水平,长为L,以速度向右匀速运动,今有一质量为m的物块以不同的速度v滑上皮带左端,试分析以下情况物块受到的摩擦力方向:(1)v=0;(2);(3);(4)图1解析:(1)v=0时,物块相对地面静止,假设接触面光滑,则物块相对传送带向左运动,即物块相对运动趋势向左,故物块受到的静摩擦力方向向右。
如果传送带足够长,在这个静摩擦力作用物块加速,直到物块速度等于传送带速度之后,物体将不再受摩擦力,而与传送带一同匀速。
若v=0,物块与传送带相对滑动,则物块受到向右的滑动摩擦力开始加速,如果传送带足够长,当速度增加到时,物块就不再受到摩擦力。
板—块”+“传送带”问题
由运动学公式有 v1=v0+a1t1② 1 2 s0=v0t1+ a1t1③ 2 式中,t1=1 s,s0=4.5 m 是木板碰撞前的位移,v0 是小物块 和木板开始运动时的速度. 联立①②③式和题给条件得 μ1=0.1④
在木板与墙壁碰撞后,木板以-v1 的初速度向左做匀变速运 动,小物块以 v1 的初速度向右做匀变速运动.设小物块的加速度 为 a2,由牛顿第二定律有 -μ2mg=ma2⑤ 由题图 b 可得 v2-v1 a2 = ⑥ t2-t1 式中,t2=2 s,v2=0,联立⑤⑥式和题给条件得 μ2=0.4⑦
[典例 1]
(2017· 山东德州质检)长为 L=1.5 m 的长木板 B 静
止放在水平冰面上, 小物块 A 以某一初速度 v0 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 v =0.4 m/s,然后 A、B 又一起在水平冰面上滑行了 s=8.0 cm 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=0.25,取 g=10 m/s2.求:
(2)小物块相对木板滑动时受木板对它的滑动摩擦力,做匀减 速运动,其加速度 a1=μ1g=2.5 m/s2 小物块在木板上滑动,木板受小物块的滑动摩擦力和冰面的 滑动摩擦力,做匀加速运动,则有 μ1mg-μ2(2m)g=ma2 解得 a2=0.50 m/s2.
传送带上物体的摩擦力
传送带上物体的摩擦力发表时间:2009-07-09T15:37:57.373Z 来源:《中学课程辅导●教学研究》2009年第7期供稿作者:姚本国[导读] 本文要阐述的是物体在传送带上的摩擦力问题。
传送带上物体的摩擦力姚本国摘要:传送带问题常常涉及三方面的问题:物体通过传送带的时间问题;物体在传送带上遗留痕迹问题,以及物体在传送带上的摩擦力问题。
本文要阐述的是物体在传送带上的摩擦力问题。
关键词:传送带;摩擦力;物体作者简介:姚本国,任教于四川南部中学。
分析物体在传送带上的摩擦力,首先要弄清以下三个问题:1.物体在传送带上参照物的选取在确定传送带上物体的相对运动或相对运动趋势时,要以与物体接触的传送带为参照物,不要以地面或相对于地面静止的物体为参照物。
2.确定物体在传送带上受摩擦力方向的方法判断物体在传送带上的摩擦力方向,关键是分清物体相对传送带是相对滑动,还是有相对运动趋势。
如果是相对运动,则物体受到的滑动摩擦力方向与物体相对传送带滑动的方向相反;如果有相对运动趋势,一般用假设法先确定物体相对传送带的运动趋势方向,最后根据静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反来确定物体受到的静摩擦力方向。
确定物体相对传送带运动趋势的方法:①假设法。
即假设物体与传送带的接触面突然变成光滑,在这一条件下开始分析,若物体与传送带的速度仍相同,说明物体与传送带之间无相对运动趋势;若物体与传送带的速度不同,再进一步分析出物体相对传送带的速度方向,则该方向就是物体相对传送带的运动趋势方向;②平衡法。
即假设接触面上存在静摩擦力(或不存在静摩擦力),然后由平衡条件判断出与假设矛盾,进而确定有无静摩擦力及其方向。
3.物体在传送带上受到摩擦力的大小计算物体与传送带之间的滑动摩擦力用F=μFN计算。
水平传送带上,FN等于物体重力大小;倾斜传送带上,FN等于物体重力沿垂直于传送带方向的分力。
计算传送带上物体的静摩擦力大小,没有现成的公式计算,一般根据平衡知识或牛顿第二定律确定。
