人教版必修一 牛頓定律應(yīng)用專題 4 深度剖析傳送帶問題 習(xí)題解析

1、高中物理深度剖析傳送帶問題（答題時間：30分鐘）1. 如圖所示，傾角為的傳送帶沿逆時針方向以加速度a加速轉(zhuǎn)動時，小物體A與傳送帶相對靜止，重力加速度為g，則（）A. 只有agsin，A才受沿傳送帶向下的靜摩擦力作用B. 只有agsin，A才受沿傳送帶向上的靜摩擦力作用C. 只有agsin，A才受沿傳送帶向上的靜摩擦力作用D. 無論a為多大，A都受沿傳送帶向上的靜摩擦力作用2.（甘肅模擬）三角形傳送帶以1m/s的速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動，兩邊的傳送帶長都是2m且與水平方向的夾角均為37°?，F(xiàn)有兩個小物塊A、B都從傳送帶頂端以1m/s的初速度沿傳送帶下滑，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)都是0.5，

2、下列說法正確的是（）A. 物塊A先到達(dá)傳送帶底端B. 物塊A、B同時到達(dá)傳送帶底端C. 傳送帶對物塊A、B均做負(fù)功D. 物塊A、B在傳送帶上的劃痕長度不相同3. 如圖，一水平傳送帶以2m/s的速度做勻速運動，傳送帶左右兩端A、B的距離為s12m，將一物體無初速、輕輕地放在傳送帶A端，物體與傳送帶之間的動摩擦系數(shù)0.1，重力加速度g取10m/s2；求：（1）物體做勻速運動的位移；（2）物體從傳送帶A端運動到傳送帶B端所需的時間。4. 如圖所示，傳送帶右端有一與傳送帶等高的光滑水平面，一行李包（可視為質(zhì)點）以一定的初速度v0向左滑上傳送帶，傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動，速度為v4m/s，且vv0，已知行李包與

3、傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.20，當(dāng)傳送帶長度為L12m時，行李包從滑上水平傳送帶的右端到左端的時間剛好為t2s，皮帶輪與皮帶之間始終不打滑，不計空氣阻力，g取10m/s2，求行李包的初速度v0。5. 傳送帶在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，如圖所示，平臺上的人欲通過一根平行于傳送帶的輕繩將物品拉上平臺，已知物品質(zhì)量m50kg，可看成質(zhì)點，用F500N的恒力從靜止開始往上拉，傳送帶與水平面間的夾角37°，從傳送帶底端到平臺左邊的距離L2.25m，傳送帶以恒定速度v2m/s順時針運行，物品與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)0.5，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。（g取10m/s2，sin 37°

4、0.6，cos 37°0.8）問：（1）物品從傳送帶底端運動到平臺上所用的時間是多少？（2）若在物品離傳送帶底端L00.44m處時，立即撤去恒力F，求物品再經(jīng)過多少時間離開傳送帶？6. 一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點），煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為。初始時，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開始運動，當(dāng)其速度達(dá)到v0后，便以此速度做勻速運動。經(jīng)過一段時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對于傳送帶不再滑動。求此黑色痕跡的長度。7. 如圖所示，有一水平放置的足夠長的皮帶輸送機(jī)以v=5m/s的速率沿順時針方向運行，有一物體以v0=10m/s的初

5、速度從皮帶輸送機(jī)的右端沿皮帶水平向左滑動，若物體與皮帶間的動摩擦因數(shù)，并取g=10m/s2，求物體從開始運動到回到出發(fā)點所用的時間。1. AB 解析：當(dāng)A不受傳送帶的摩擦力的時候，對物體受力分析可知，此時物體的加速度的大小為gsin，A. 當(dāng)傳送帶的加速度agsin時，物體有向后滑的趨勢，所以物體A將受到沿傳送帶向下的靜摩擦力作用，所以A正確；B. 當(dāng)傳送帶的加速度agsin時，物體有向下滑的趨勢，所以物體A將受到沿傳送帶向上的靜摩擦力作用，所以B正確；C. 當(dāng)傳送帶的加速度agsin時，物體的加速度和傳送帶的加速度相同，此時物體和傳送帶一起運動，沒有相對運動的趨勢，此時物體A不受摩擦力作用，

6、所以C錯誤；D. 由前面的分析可知，D錯誤。2. BCD 解析：A. AB都以1m/s的初速度沿傳送帶下滑，故傳送帶對兩物體的滑動摩擦力均沿斜面向上，大小也相等，故兩物體沿斜面向下的加速度大小相同，滑到底端時位移大小相同，故時間相同，故A錯誤，B正確；滑動摩擦力向上，位移向下，摩擦力做負(fù)功，故C正確；劃痕長度由相對位移決定，A物體與傳送帶運動方向相同，劃痕較少，故D正確。3. 解：（1）對物體，由牛頓第二定律得：mgma，代入數(shù)據(jù)解得：a1m/s2，物體與傳送帶速度相等時：t1s2s，物體的位移：x1at12×1×22m2m，物體做勻速直線運動的位移：x2sx112210m

7、；（2）物體勻速運動的時間：t25s， 物體從A運動到B的時間：tt1t2257s；答：（1）物體做勻速運動的位移為10m；（2）物體從傳送帶A端運動到傳送帶B端所需的時間為7s。4. 解：行李包滑上傳送帶后做勻減速運動，設(shè)經(jīng)時間tl與傳送帶速度相等，此后做勻速運動，根據(jù)牛頓第二定律，加速度：設(shè)經(jīng)時間t1包與傳送帶速度相同，由運動學(xué)公式得：包從右端到左端，由運動學(xué)公式可得：聯(lián)立解得：答：行李包的初速度為8m/s。5. 解：（1）物品在達(dá)到傳送帶速度之前，由受力情況，據(jù)牛頓定律有：Fmgcos37°mgsin37°ma1解得：a18m/s2由vat 和得： t10.25s，x

8、10.25m 隨后由受力情況，據(jù)牛頓第二定律有：Fmgcos37°mgsin37°ma2解得：a20，即物品隨傳送帶勻速上升位移：x2Lx12m，t21s總時間：tt1t21.25s （2）L00.44mx10.25m，物品的速度等于傳送帶的速度v2m/s撤去外力F，由物品受力情況，牛頓定律有：mgcos37°mgsin37°ma3代入數(shù)據(jù)解得：a32m/s2由 代入數(shù)據(jù)解得：x31m 因為L0x31.44mL2.25m 物品速度減為零后倒回傳送帶底部，由 代入數(shù)據(jù)解得：t32.2s 答：（1）物品從傳送帶底端運動到平臺上所用的時間是1.25s；（2）若

9、在物品離傳送帶底端L00.44m處時，立即撤去恒力F，物品再經(jīng)過2.2s離開傳送帶。6. 解：方法一：根據(jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知，煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對滑動，煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0。根據(jù)牛頓運動定律，可得設(shè)經(jīng)歷時間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a<a0，故v<v0，煤塊繼續(xù)受到滑動摩擦力的作用。再經(jīng)過時間t'，煤塊的速度由v增加到v0，有 此后，煤塊與傳送帶運動速度相同，相對于傳送帶不再滑動，不再產(chǎn)生新的痕跡。設(shè)在煤塊的速度從0增加到v0的整個過程中，傳送帶和煤塊移動的距離分別為s0和s，有傳送帶上留下的黑色痕跡的長度 由以上各式得 小結(jié)：本方法的思路是整體分析兩物體的運動情況，分別對兩個物體的全過程求位移。方法二：第一階段：傳送帶由靜止開始加速到速度v0，設(shè)經(jīng)歷時間為t，煤塊加速到v，有vv傳送帶和煤塊的位移分別為s1和s2，第二階段：煤塊繼續(xù)加速到v0，設(shè)經(jīng)歷時間為，有v傳送帶和煤塊的位移分別為s3和s4，有傳送帶上留下的黑色痕跡的長度由以上各式得方法三：傳送帶加速到v0，有 傳送帶相對煤塊的速度 傳送帶加速過程中，傳送帶相對煤塊的位移為【相對初速度為零，相對加速度是】傳送帶勻速過程中，傳送帶相對煤塊的位移【相對初速度為t，相對加速度是】整個過程中傳送帶相對煤塊的位移即