高中物理傳送帶問題(有答案).doc

傳送帶問題例1：一水平傳送帶長度為20m，以2ms的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，已知某物體與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，則從把該物體由靜止放到傳送帶的一端開始，到達(dá)另一端所需時(shí)間為多少？解:物體加速度a=g=1m/s2，經(jīng)t1=v/a=2s與傳送帶相對(duì)靜止,所發(fā)生的位移S1=1/2at12=2m,然后和傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)經(jīng)t2=l-s1/v=9s，所以共需時(shí)間t=t1+t2=11s練習(xí)：在物體和傳送帶達(dá)到共同速度時(shí)物體的位移，傳送帶的位移，物體和傳送帶的相對(duì)位移分別是多少？（S1=1/2vt1=2m，S2=vt1=4m，s=s2-s1=2m）例2：如圖21所示，傳送帶與地面成夾角=37，以10m/s的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶上端輕輕地放一個(gè)質(zhì)量m=0.5的物體，它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，已知傳送帶從AB的長度L=16m，則物體從A到B需要的時(shí)間為多少？【解析】物體放上傳送帶以后，開始一段時(shí)間，其運(yùn)動(dòng)加速度。這樣的加速度只能維持到物體的速度達(dá)到10m/s為止，其對(duì)應(yīng)的時(shí)間和位移分別為： 16m以后物體受到的摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛏?，其加速度大小為（因?yàn)閙gsinmgcos）。設(shè)物體完成剩余的位移所用的時(shí)間為，則， 11m= 解得： ， 所以：。例3：如圖22所示，傳送帶與地面成夾角=30，以10m/s的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶上端輕輕地放一個(gè)質(zhì)量m=0.5的物體，它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.6，已知傳送帶從AB的長度L=16m，則物體從A到B需要的時(shí)間為多少？【解析】物體放上傳送帶以后，開始一段時(shí)間，其運(yùn)動(dòng)加速度。這樣的加速度只能維持到物體的速度達(dá)到10m/s為止，其對(duì)應(yīng)的時(shí)間和位移分別為： 16m以后物體受到的摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛏?，其加速度大小為零（因?yàn)閙gsinmgcos）。設(shè)物體完成剩余的位移所用的時(shí)間為，則，16m5.91m= 解得：所以：。例4：如圖所示，傳送帶與地面成夾角=37，以10m/s的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶上端輕輕地放一個(gè)質(zhì)量m=0.5的物體，它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，已知傳送帶從AB的長度L=5m，則物體從A到B需要的時(shí)間為多少？【解析】物體放上傳送帶以后，開始一段時(shí)間，其運(yùn)動(dòng)加速度。這樣的加速度只能維持到物體的速度達(dá)到10m/s為止，其對(duì)應(yīng)的時(shí)間和位移分別為：此時(shí)物休剛好滑到傳送帶的低端。所以：。例題5：如圖所示，傳送帶與地面成夾角=37，以10m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶下端輕輕地放一個(gè)質(zhì)量m=0.5的物體，它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.9，已知傳送帶從AB的長度L=50m，則物體從A到B需要的時(shí)間為多少？【解析】物體放上傳送帶以后，開始一段時(shí)間，其運(yùn)動(dòng)加速度。這樣的加速度只能維持到物體的速度達(dá)到10m/s為止，其對(duì)應(yīng)的時(shí)間和位移分別為：50m以后物體受到的摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛏?，其加速度大小為零（因?yàn)閙gsinmgcos）。設(shè)物體完成剩余的位移所用的時(shí)間為，則，50m41.67m= 解得：所以：。例題6：在民航和火車站可以看到用于對(duì)行李進(jìn)行安全檢查的水平傳送帶。當(dāng)旅客把行李放到傳送帶上時(shí)，傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開始做勻加速運(yùn)動(dòng)。隨后它們保持相對(duì)靜止，行李隨傳送帶一起前進(jìn)。 設(shè)傳送帶勻速前進(jìn)的速度為0.25m/s，把質(zhì)量為5kg的木箱靜止放到傳送帶上，由于滑動(dòng)摩擦力的作用，木箱以6m/s2的加速度前進(jìn)，那么這個(gè)木箱放在傳送帶上后，傳送帶上將留下一段多長的摩擦痕跡？解法一：行李加速到0.25m/s所用的時(shí)間：t0.042s行李的位移： x行李=0.0053m傳送帶的位移：x傳送帶V0t0.250.042m0.0105m摩擦痕跡的長度：（求行李的位移時(shí)還可以用行李的平均速度乘以時(shí)間，行李做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，。）例題7：一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），煤塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。初始時(shí)，傳送帶與煤塊都是靜止的?，F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其速度達(dá)到v0后，便以此速度做勻速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過一段時(shí)間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)。求此黑色痕跡的長度?！窘馕觥糠椒ㄒ唬焊鶕?jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知，煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0。根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，可得設(shè)經(jīng)歷時(shí)間t，傳送帶由靜止開始加速到速度等于v0，煤塊則由靜止加速到v，有 由于aa0，故vv0，煤塊繼續(xù)受到滑動(dòng)摩擦力的作用。再經(jīng)過時(shí)間t，煤塊的速度由v增加到v0，有 此后，煤塊與傳送帶運(yùn)動(dòng)速度相同，相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)，不再產(chǎn)生新的痕跡。設(shè)在煤塊的速度從0增加到v0的整個(gè)過程中，傳送帶和煤塊移動(dòng)的距離分別為s0和s，有 傳送帶上留下的黑色痕跡的長度 由以上各式得 方法四：用圖象法求解畫出傳送帶和煤塊的Vt圖象，如圖26所示。其中，黑色痕跡的長度即為陰影部分三角形的面積，有：例8：一小圓盤靜止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖27，已知盤與桌布間的動(dòng)摩擦因數(shù)為l，盤與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2?，F(xiàn)突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB邊。若圓盤最后未從桌面掉下，則加速度a滿足的條件是什么?(以g表示重力加速度) 【解析】 1.由牛頓第二定律：lmg=mal 由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)：v12=2al x1 2.桌布從突然以恒定加速度a開始抽動(dòng)至圓盤剛離開桌布這段時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)的過程。設(shè)桌布從盤下抽出所經(jīng)歷時(shí)間為t，在這段時(shí)間內(nèi)桌布移動(dòng)的距離為x1，由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)：x =at2 x1=a1t2 而x=L+x1 3.圓盤離開桌布后在桌面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的過程。設(shè)圓盤離開桌布后在桌面上作勻減速運(yùn)動(dòng)，以a2表示加速度的大小，運(yùn)動(dòng)x2后便停下，由牛頓第二定律：2mgma2 由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)：v12=2a2 x2 盤沒有從桌面上掉下的條件是：x2Lx1 練習(xí)：1. 如圖所示，水平傳送帶以速度勻速運(yùn)動(dòng)，一質(zhì)量為的小木塊由靜止輕放到傳送帶上，若小木塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，當(dāng)小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，小木塊相對(duì)傳送帶的位移是多少？圖212【解析】在木塊從開始加速至與傳送帶達(dá)到共同速度的過程中 由公式 可得： 從木塊靜止至木塊與傳送帶達(dá)到相對(duì)靜止的過程中木塊加速運(yùn)動(dòng)的時(shí) 傳送帶運(yùn)動(dòng)的位移 木塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的位移 摩擦產(chǎn)生的熱：2. 如圖所示，傾角為37的傳送帶以4m/s的速度沿圖示方向勻速運(yùn)動(dòng)。已知傳送帶的上、下兩端間的距離為L=7m?，F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.4kg的小木塊放到傳送帶的頂端，使它從靜止開始沿傳送帶下滑，已知木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.25，取g=10m/s2。求木塊滑到底的過程中，相對(duì)傳送帶位移是多少？ 【解析】剛開始時(shí)，合力的大小為 F合1mgsin37mgcos37,由牛頓第二定律，加速度大小a18m/s2，該過程所用時(shí)間 t10.5s，位移大小 s11m。 二者速度大小相同后，合力的大小為F合2mgsin37mgcos37,加速度大小a24m/s2，位移大小 s2 L-s1 6m,所用時(shí)間 s2 v0t2得： t21s。（另一個(gè)解t23s舍去） 3. 如圖所示，傳送帶與水平方向夾37角，AB長為L16