传送带经典例题透析
高一物理传送带问题解析
（一）水平放置运行的传送带处理水平放置的传送带问题，首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析，分清物体所受摩擦力是阻力还是动力；其二是对物体进行运动状态分析，即对静态→动态→终态进行分析和判断，对其全过程作出合理分析、推论，进而采用有关物理规律求解.这类问题可分为：①运动学型；②动力学型；③动量守恒型；④图象型.例1. 如图1-1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，经时间ｔ＝6s能传送到Ｂ处，欲用最短时间把工件从Ａ处传到Ｂ处，求传送带的运行速度至少多大．分析和解答：此题应先分析工件在ｔ＝6s内是任何种运动，然后作出判断，进而用数学知识来加以处理，使之得出传送带的运行速度至少多大？由题意可知＞，所以工件在6s内先匀加速运动，后匀速运动，故有ｓ1=ｔ1①，ｓ1＝ｖ·ｔ2②.由于ｔ1+ｔ2＝ｔ③，ｓ1＋ｓ2＝Ｌ④，联立求解①～④得；ｔ1＝2s；ａ＝＝1m/s2⑤，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＝ｔ1＋ｖｔ2⑥，又∵ｔ1＝⑦，ｔ2＝ｔ－ｔ1⑧，联立求解⑥～⑧得Ｌ＝＋ｖ(ｔ－?雪⑨，将⑨式化简得ｔ＝＋⑩，从⑩式看出×＝＝常量，故当＝，即时ｖ＝，其ｔ有最小值．因而ｖ＝＝m/s＝2m/s＝4.47m/s．通过解答可知工件一直加速到Ｂ所用时间最短．评析：此题先从工件由匀加速直线运动直至匀速与传送带保持相对静止，从而求出加速度，再由数学知识求得传送带的速度为何值时，其工件由Ａ到Ｂ的时间最短，这正是解题的突破口和关键，这是一道立意较新的运动学考题，也是一道典型的数理有机结合的物理题，正达到了考查学生能力的目的．例2. 如图2-1所示，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ｖ1＝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的子弹以ｖ0＝300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出，穿出速度ｖ＝50m/s，以后每隔1s就有一颗子弹射中木块，设子弹射穿木块的时间极短，且每次射入点各不相同，g取10m/s2.(1)第一颗子弹射入木块并穿出时，木块速度多大？(2)求在被第二颗子弹击中前，木块向右运动离Ａ点的最大距离.(3)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中？分析和解答：（1）设子弹第一次射穿木块后的速度为ｖ＇（方向向右），则在第一次射穿木块的过程中，对木块和子弹整体由动量守恒定律（取向右方向为正）得：ｍｖ0－Ｍｖ1＝ｍｖ＋Ｍｖ＇，可解得ｖ＇＝3m/s，其方向应向右．（2）木块向右滑动中加速度大小为ａ＝μｇ＝5m/s2，以速度ｖ＇＝3m/s向右滑行速度减为零时，所用时间为ｔ1＝＝0.6s，显然这之前第二颗子弹仍未射出，所以木块向右运动离Ａ点的最大距离ｓm＝＝0.9m．（3）木块向右运动到离Ａ点的最大距离之后，经0.4ｓ木块向左作匀加速直线运动，并获得速度ｖ＇，ｖ＇＇＝ａ×0.4＝2m/s，即恰好在与皮带速度相等时第二颗子弹将要射入．注意到这一过程中（即第一个1秒内）木块离Ａ点ｓ1＝ｓｍ－×ａ×0.42＝0.5m．第二次射入一颗子弹使得木块运动的情况与第一次运动的情况完全相同，即在每一秒的时间里，有一颗子弹击中木块，使木块向右运动0.9m，又向左移动ｓ＇＝×ａ×0.42=0.4ｍ，每一次木块向右离开Ａ点的距离是0.5m．显然，第16颗子弹恰击中木块时，木块离Ａ端的距离是ｓ2＝15×0.5m=7.5m，第16颗子弹击中木块后，木块再向右运动Ｌ－ｓ2＝8.3m－7.5m＝0.8m<0.9m，木块就从右端Ｂ滑出．由此推算，在经过16次子弹射击后木块应从Ｂ点滑出．评析：子弹打木块是常见的物理模型．但把子弹打木块的模型搬到皮带上进行，增加了趣味性，也增加了题目的难度．此题考查学生掌握动量守恒定律、牛顿运动定律和运动学的基本规律的应用情况，解答此题的关键是要求学生分析物理过程，建立清晰的物理情景，并注意到过程之间的内在联系，弄清过程之间的重复性和周期性．（二）倾斜放置运行的传送带这种传送带是指两皮带轮等大，轴心共面但不在同一水平线上（不等高），传送带将物体在斜面上传送的装置．处理这类问题，同样是先对物体进行受力分析，而判断摩擦力的方向是关键，正确理解题意和挖掘题中隐含条件是解决这类问题的切入点和突破口．这类问题通常分为：运动学型；动力学型；能量守恒型．例3. 如图3-1所示，传送带与地面倾角，从Ａ到Ｂ长度为16m，传送带以ｖ＝10m/s的速率逆时针转动.在传送带上端Ａ无初速地放一个质量为ｍ＝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运动到Ｂ所需时间是多少.（sin37°＝0.6）分析和解答：物体放到传送带上后，开始阶段，由于传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一沿平行传送带向下的滑动摩擦力，物体受力情况如图3-2所示．物体由静止加速，由牛顿第二定律Ｆ＝ｍａ可知Ｆｘ＝ｍｇsinθ＋ｆ＝ｍａ1①Ｆｙ＝Ｎ－ｍｇcosθ＝0②ｆ＝μＮ③联立①②③得ａ1＝ｇ(ｓｉｎθ＋μｃｏｓθ)④．代入已知条件可得ａ1＝10m/s2，物体加速至与传送带速度相等所需的时间ｖ＝ａ1ｔ1则ｔ1＝＝s＝1s．再由ｓ＝ａ1ｔ12＝×10×12m＝5m，由于μ＜ｔａｎθ?熏物体在重力作用下将继续作加速运动，当物体速度大于传送带速度时，传送带给物体一沿平行传送带向上的滑动摩擦力．此时物体受力情况如图3-3所示．再由牛顿第二定律Ｆ＝ｍａ得：Ｆｘ＝ｍｇsinθ－ｆ＝ｍａ2⑤，Ｆｙ＝Ｎ－ｍｇcosθ＝0⑥，ｆ＝μＮ⑦，联立⑤⑥⑦式得ａ2＝ｇ(ｓｉｎθ－μｃｏｓθ)＝2m/s2．设后一阶段物体滑至底端所用时间为ｔ2，由运动学公式可知Ｌ－ｓ＝ｖｔ2＋ａ2ｔ22，解得ｔ2＝1s(ｔ2＝－11s舍去?雪，所以物体由Ａ到Ｂ的时间ｔ＝ｔ1＋ｔ2＝2s．评析：此题主要用来考查学生分析物理过程和物体的受力分析，运用牛顿第二定律和运动学基本规律来解题的能力，这是一道较好的广为采用的经典倾斜放置运行的传送带例题．例4.（1998上海高考题）某商场安装了一台倾角为θ＝30°的自动扶梯，该扶梯在电压为ｕ＝380V的电动机带动下以ｖ＝0.4m/s的恒定速率向斜上方移动，电动机的最大输出功率Ｐ＝4.9kW.不载人时测得电动机中的电流为Ｉ＝5A，若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为多少？（设人的平均质量ｍ＝60kg，ｇ＝10ｍ/ｓ2）分析和解答：这台自动扶梯最多可同时载人数的意义是电梯仍能以ｖ＝0.4m/s的恒定速率运动．依题意应有电动机以最大输出功率工作，且电动机做功有两层含义：一是电梯不载人时自动上升；二是对人做功．由能量转化守恒应有：Ｐ总＝Ｐ人＋Ｐ出，设乘载人数最多为ｎ，则有Ｐ＝ＩＵ＋ｎｍｇsinθ·ｖ，ｎ＝＝即ｎ＝25人．评析：此题主要用来考查学生对能量守恒的掌握情况和对题目所给信息的理解．此题要注意的问题是不管扶梯上是否有人，只要扶梯在运动，就要消耗电功．题中所给空载电流本质就是给定扶梯在运行中要消耗的电能值．另外，扶梯对人做功的过程本身是克服重力做功的过程，其重力功率的意义是Ｐ人＝ｎｍｇsinθ·ｖ，此题从功能角度提示了传送带的问题，的确是一道结合生活实际的好例题，给人学以至用的启示．（三）平斜交接放置运行的传送带这种类型一般可分为两种，一是传送带上仅有一个物体运动，二是传送带上有多个物体运动，解题思路与前面两种相仿，都是从力的观点和能量转化守恒角度去思考，挖掘题中隐含的条件和关键语句，从而找到解题突破口和切入点．例5.（2003年全国理综试题）一传送带装置示意如图5-1所示，其中传送带经过ＡＢ区域时是水平的，经过ＢＣ区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，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，放置时初速度为零，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. 每个箱子在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. 这种装置由电动机带动，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.分析和解答：此题是2003年的高考理科综合压轴题，分值为22分．该题将物体的运动，功能关系等知识结合于传送带这一实际情境而融为一体，较好地考查了学生综合运用所学知识去解决物理问题的能力．以地面为参考系（下同），设传送带的运动速度为ｖ0，在水平段运输的过程中，小货箱先在滑动摩擦力作用下作初速度为零的匀加速运动，设这段路程为ｓ，所用时间为ｔ，加速度为ａ，则对小货箱有ｓ＝ａｔ2①，ｖ0＝ａｔ②，在这段时间内，传送带运动的路程为ｓ0＝ｖ0ｔ③，由①②③式可得ｓ0＝2ｓ④，用ｆ表示小货箱与传送带之间的摩擦力，则传送带对小货箱做功为Ｗ＝ｆｓ＝ｍｖ02⑤，传送带克服小货箱对它的摩擦力做功为Ｗ0＝ｆｓ0＝2×ｍｖ02＝ｍｖ02⑥，两者之差就是克服摩擦力做功产生的热量Ｑ＝ｍｖ02⑦.可见，在小货箱加速运动过程中，小货箱获得的动能与发热量相等．Ｔ时间内电动机输出的功为Ｗ＝ＰＴ⑧，此功用于增加小货箱的动能、势能以及克服摩擦力发热，即Ｗ＝Ｎｍｖ02＋Ｎｍｇｈ＋ＮＱ⑨，已知相邻两小货箱的距离为Ｌ，所以由题意可知ｖ0Ｔ＝ＮＬ⑩，联立⑦～⑩得Ｐ＝(＋ｇｈ)．评析：此题是一道用来考查学生综合运用物理知识来分析、推理、建模的物理学科内的综合题，它有较好的区分度和难度，是一道较好的高考题．通过解答，我们可以领悟到，高考试题已由过去的强调知识立意已转化成了能力立意，形成了试题难度不大，但能力要求较高，既能为高校选拔高素质的人才，又能使中学物理教学改革步入良性循环的良好局面．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．。
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。
传送带题型分类解析
例2、如图所示，传送带与地面倾角θ＝ 370，从Ａ到Ｂ长度为16m，传送带以 ｖ＝10m/s的速率逆时针转动.在传送带 上端Ａ无初速地放一个物体，它与传送 带之间的动摩擦因数为μ＝0.5.求物体 从Ａ运动到Ｂ所需时间是多少？ （sin370＝0.6）
A
B
二、功和能量
例3：如图所示,水平长传送带始终以v匀速运动，现 将一质量为m的物体轻放于A端,最终物体与传送带 一起以v运动，物体速度由0增至v的过程中，摩擦 力对物块做的功为 .由于放了物块，带动传送 带的电动机多消耗的电能为 ..
物体先减速后匀速
物体先加速后匀速 物体始终加速
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 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 （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。
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。
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。
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。
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＝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。
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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。
高中物理水平传送带练习题解析
3.10水平传送带教师一、单选题1．如图甲所示，一水平传送带沿顺时针方向旋转，在传送带左端A 处轻放一可视为质点的小物块，小物块从A 端到B 端的速度—时间变化规律如图乙所示，t =6s 时恰好到B 点，则（ ）A ．AB 间距离为20mB ．小物块在传送带上留下的痕迹是8mC ．物块与传送带之间动摩擦因数为μ=0.5D ．若物块速度刚好到4m/s 时，传送带速度立刻变为零，则物块不能到达B 端【答案】B【详解】A ．由图可知，4s 后物体与传送带的速度相同，故传送带速度为4m /s ；图中图像与时间轴所围成的面积表示位移，故AB 的长度26416m 2x +⨯==（） A 错误；B ．小物体在传送带上留下的痕迹是44448m 2l ⨯=⨯-= B 正确；C ．由图乙可知，加速过程的加速度2Δ41m/s Δ4v a t === 由牛顿第二定律可知mga g m μμ==联立解得0.1μ=C 错误；D ．物块速度刚好到4m/s 时，传送带速度立刻变为零，物块由于惯性向前做匀减速直线A．B．C．D．运动的位移x ＝2A v v +t 1＝5.75 m ＜8 m 则工件在到达B 端前速度就达到了13 m/s ，此后工件与传送带相对静止，因此工件先加速运动后匀速运动，根据牛顿第二定律可得合力F ＝ma 先不变后为零，故B 正确，A 、C 、D 错误。
故选B 。
3．如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速度04m /s v =顺时针运行，小物块以16m /s v =的初速度从传送带右端滑上传送带。
已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，传送带的长度为10m ，重力加速度210m /s g =，考虑小物块滑上传送带到离开传送带的过程，下列说法正确的是（ ）A ．小物块从传送带左端滑离传送带B ．小物块滑离传送带时的速度大小为6m /sC ．小物块从滑上传送带到滑离传送带经历的时间为6.25sD ．小物块在传送带上留下的划痕长度为17m【答案】C【详解】A ．物块在传送带上的加速度22m/s a g μ==向左减速到零的时间113s ==v t a向左运动的最大距离 2119m 10m 2v x L a==<= 故物块不会从左端滑离传送带，故A 错误；B ．物块向左减速到零后，向右加速，但只能加速到04m /s v =，故B 错误；C ．物块向左加速到04m /s v =用时022s v t a==二、多选题4．如图所示，水平传送带A、B两端相距x=3.5m，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1。
传送带例题分析
A
v0
P B h
(2)由图象可知:当水平速度为1m/s时, 水平距离为0.5m, h=1/2 gt2=1.25m t=s/v=0.5s s /m (3) ω' =16rad/s 物体和板碰撞前后 3.5 ' ' 的速度都是v =ω R =4m/s 第一次碰后速度向左,减速到0, 0.5 0 4 再向右加速到4m/s时第二次碰板 t' =2 v' /a= 2v'／μg =4 s
黑色痕迹的长度。
解：根据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传 送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度a小于传 送带的加速度a0 。根据牛顿定律，可得 a= μg
设经历时间t，传送带由静止开始加速到速度等于v0， 煤块则由静止加速到v，有 (P为传送带上的一点) v0= a0t v=at 由于a< a0 ，故v<v0，煤块继续受到滑动摩擦力的作用.
例5、如图甲示，水平传送带的长度L=6m，传送带皮带 轮的半径都为R=0.25m,现有一小物体(可视为质点)以恒 定的水平速度v0滑上传送带,设皮带轮顺时针匀速转动, 当角速度为ω时,物体离开传送带B端后在空中运动的水 平距离为s,若皮带轮以不同的角速度重复上述动作(保持 滑上传送带的初速v0不变),可得到一些对应的ω和s值,将 这些对应值画在坐标上并连接起来,得到如图乙中实线 所示的 s - ω图象,根据图中标出的数据(g取10m/s2 ),求: (1)滑上传送带时的初速v0以及物体 P 和皮带间的动摩擦因数μ A v0 B (2)B端距地面的高度h h (3)若在B端加一竖直挡板P,皮带轮 以角速度ω′=16rad/s顺时针匀速转 s s /m 动,物体与挡板连续两次碰撞的时 间间隔t′为多少 ? ( 物体滑上A端 3.5 时速度仍为v0,在和挡板碰撞中无 -1 0.5 ω/ rads 机械能损失) 4 28
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传送带经典例题透析
类型一、传送带的动力学问题——分析计算物体在传送带上的运动情况这类问题通常有两种情况，其一是物体在水平传送带上运动，其二是物体在倾斜的传送带上运动。
解决这类问题共同的方法是：分析初始条件→相对运动情况→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，然后根据牛顿第二定律和运动学公式计算。
1、物体在水平传送带上的运动情况的计算
例1、如图所示，水平放置的传送带以速度v=2m/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 运动到B的时间和物体到达B端时的速度是：（）
A．2.5 s，2m/s B．1s，2m/s
C．2.5s，4m/s D．1s，4/s
举一反三
【变式】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。
2、物体在倾斜传送带上运动的计算
例2、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v0=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)
类型二：物体在传送带上的相对运动问题
理解物体在传送带上的相对运动问题具有一定的难度，只要掌握了分析和计算的方法，问题便迎刃而解，解决此类问题的方法就是：分析物体和传送带相对于地的运动情况——分别求出物体和传送带对地的位移——求出这两个位移的矢量差。
例3、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。
初始时，传送带与煤块都是静止。
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。
求此黑色痕迹的长度。
举一反三：物体在倾斜传送带上相对运动的计算
【变式1】如图所示，皮带轮带动传送带沿逆时针方向以速度v0=2 m / s
匀速运动，两皮带轮之间的距离L=3.2 m，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。
（sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10 m / s2）
举一反三：传送带的变形问题——涉及相对运动的动力学问题
【变式2】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μ1，盘与桌面间的动摩擦因数为μ2。
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)
类型三：物体在传送带上运动过程中功能关系和能的转化问题
解决系统能量转化问题的方法是：明确传送带和物体的运动情况——求出物体在传送带上的相对位移，进而求出摩擦力对系统所做的总功——明确能量分配关系，由能量守恒定律建立方程求解。
例4、如图所示，水平长传送带始终以速度v=3m/s匀速运动。
现将一质量为m=1kg的物块放于左端（无初速度）。
最终物体与传送带一起以3m/s的速度运动，在物块由速度为零增加至v=3m/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？
举一反三
【变式】如图所示，绷紧的传送带与水平面的
夹角θ=30°，皮带在电动机的带动下，始终保持
v0=2m/s的速率运行。
现把一质量m=10kg的工件
（可看做质点）轻轻放在皮带的底端，经时间
t=1.9s，工件被传送到h=1.5m的高处，取g=10m/s2。
求：
（1）工件与皮带间的动摩擦因数；
（2）电动机由于传送工件多消耗的电能。
类型四：与传送带相关的极值问题
求解极值问题的基本方法之一是:明确物理过程——让制约极值出现的
物理量变化起来（即动态分析），找出极值出现的条件——求解讨论。
例5、如图所示，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，落在地面上的C点，轨迹如图中虚线BC所示，已知它落地时相对于B点的水平位移OC=L。
现在轨道下方紧贴B点安装一水平传送带，传送带的右端与B点的距离为，当传送带静止时，让小物体P再次从A点静止释放，它离开轨道并在传送带上滑
行后从右端水平飞出，仍然落在地面上的C点。
当驱动轮转动而带动传送
带以速度v匀速向右运动时（其他条件不变），物体P的落地点为D。
不计
空气阻力，问传送带速度v的大小满足什么条件时，点O、D之间的距离
s有最小值？这个最小值为多少？
举一反三
【变式】如果上面的问题改成传送带速度v的大小满足什么条件时，
点O、D之间的距离s有最大值，这个最大值是多少？
类型五：传送带综合问题
解决传送带的综合问题，应从如下几个方面入手：
（1）分析系统中各个问题的运动情况，明确物理过程，形成完整的物理情景。
（2）把握传送带上物体的运动特征：滑动摩擦力作用、相对运动、可能达到共速、有热量产生等。
（3）灵活的运用牛顿定律、运动学公式；动量定理动量守恒定律；功能关系、能的转化和守恒定律。
（4）注意分析隐含条件，临界条件、极值出现的条件；注意从系统着眼分析问题等。
1、传送带与能量守恒定律相联系
例6、一传送带装置示意图如图所示，其中传送带经过AB区域时是水平的，经过BC 区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，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。
这个装置由电动机带动，
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。
2、传送带与动量定理和能量守恒定律相联系
例7、有一台与水平方向成30°角的传送带运输机，如图
所示，它将沙子从一处运送到另一处。
沙子在h=0.5 m高的
地方自由落下，传送带始终以v=1 m/s的速度运转。
若沙子落到传送带上的流量
为Q=50 kg/s，传送带的有效长度=10 m，电动机的效率η=80%，问至少须选多
大功率的电动机？（g=10 m / s2）
率。
3、传送带与动量守恒定律和能量守恒定律相联系
例8、如图所示，水平传送带AB长＝8.3m，质量为M＝1kg的木块随传
送带一起以v1＝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的子弹以v0＝300m/s 水平向右的速度正对射入木块并穿出，穿出速度v′＝50m/s，以后每隔1s就有一颗子弹射向木块，设子弹射穿木块的时间极短，且每次射入点各不相同，g取10m/s2，求：（1）在被第二颗子弹击中前木块向右运动离A点的距离？
（2）木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中？
（3）从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中，子弹、木块和传送带这一系统所产生的热量是多少？（g取10m/s2）。