传送带问题 改过的.doc

2012年1月16日星期一传送带专题研究专题特点传送带问题是高中阶段比较常见也是比较复杂的的题目形式。受力方面，要分析物体与传送带之间是否存在摩擦力，是存在静摩擦力还是滑动摩擦力。能量方面，要判断物体与传送带之间的热量生成。因此传送带问题需要用到多种物理规律进行求解，如运动学公式的选用、牛顿第二定律、动能定理、摩擦生热、能量转化守恒定律等。运动方面，要分析物体与传送带之间是相对运动，还是相对静止，是相对传送带向前运动，还是相对传送带向后运动。物体在传送带上运动，有可能涉及多个物理过程，比如可能在传送带上一直加速，也可能先加速后匀速；可能在传送带上一直减速，也可能先减速后匀速，甚至还可能改变运动方向。因此认真研究运动过程和受力情况是解决传送带问题的关键。题型分析1、题型一 传送带“静”与“动”的区别v图1例1：如图1所示，水平传送带静止不动，质量为1kg的小物体，以4m/s的初速度滑上传送带的左端，最终以2m/s的速度从传送带的右端。如果令传送带逆时针方向匀速开动，小物体仍然以4m/s的初速度滑上传送带的左端，则小物体离开传送带时的速度A小于2m/s B等于2m/sC大于2m/s D不能达到传送带右端思考：若传送带顺时针运动又如何？因物体放上传送带电机多消耗能量为多少？例2：在例题1中，如果各种情况都不变，当传送带不动时，合外力对物体做功为W1，物体与传送带间产生的热量为Q1；当传送带转动时，合外力对物体做功为W2，物体与传送带间产生的热量为Q2。下列选项正确的有AW1=W2 BW1W2 CQ1=Q2 DQ1S1，因此会出现匀速运动过程匀速阶段的运动时间 总时间 在加速期间，传送带位移 摩擦生热 例4解析：和例题3一样，解题过程中先判断传送带的长度是否允许出现匀速运动过程是解决此题的关键。物体加速过程中的加速度 减速到v0时，时间 位移传送带长度LS1，因此不会出现匀速运动过程，物体在传送带上始终做匀减速运动，运动时间 t=2s在加速期间，传送带位移 摩擦生热 例5解析：子弹的初速度决定了木块运动的初速度，由动量守恒定律木块在传送带上运动时的合外力等于所受的滑动摩擦力，所以其加速如果木块的速度v1小于v0，木块将做加速运动当木块与传送带的速度相同时，其位移小于传送带长度，一定会实现题目要求的共速。如果木块的速度v1大于v0，木块将做减速运动当木块与传送带的速度相同时，其位移要实现共速的要求，必须使位移S2小于等于传送带的长度L，即由以上各式可得子弹的初速度最大值为v=1000m/s例6解析：小物体在传送带上运动，开始时其相对传送带向右运动，受到向左的摩擦力，将向右减速，物体减速过程中的加速度 当物体速度减为零时，物体运动的时间 位移传送带的位移此过程产生的热量此时物体并未到达传送带的右端，物体速度为零，传送带的速度向左，所以物体相对传送带向右运动，仍然受到向左的摩擦力，将向左加速运动，此过程与题型二相同，可以证明物体应一直向左加速，不会出现匀速过程 可得运动时间 物体离开传送带的速度传送带位移 摩擦生热 全部过程的总热量mgFfxy图10例7解析：物体刚放到传送带上时，其速度为零，传送带速度沿斜面向下，所以物体受到沿传送带向下的摩擦力，受力如图10，物体将做加速运动，由牛顿第二定律 代入数据 当物体速度与传送带速度相等时 物体的位移，未运动到传送带底端。此过程中产生的热量mgFfxy图11由于所以物体受到的重力下滑分力大于最大静摩擦力，所以会继续加速完成剩余路程，而不是匀速运动。其受力如图11。 由运动学公式 此过程中产生的热量总时间 总热量研究过程中，要注意物体与传送带相对静止的条件，进而分析出存在第二加速过程。专题检测题v1v2图131如图13所示，一水平传送带以速度v1顺时针匀速传动，某时刻有一物块以水平速度v2从右端滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数为A如果物块能从左端离开传送带，它在传送带上运动的时间一定比传送带不转动时运动的时间长B如果物块还从右端离开传送带，则整个过程中，传送带对物体所作的总功一定不会为正值C如果物块还从右端离开传送带，则物体的速度为零时，传送带上产生的划痕长度达到最长D物体在离开传送带之前，一定不会做匀速直线运动2（2006全国高考）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。v0图14v3如图14所示，水平传送带长为L=8m，以v0=4m/s的速度顺时针匀速转动，一质量为m=1kg的小物体以初速度v=2m/s滑上传送带的左端，小物体与传送带间动摩擦因数=0.1。求物体运动到传送带右端所用时间以及物体与传送带之间产生的热量。（g=10m/s2）v0图15AB4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15所示为一水平传送带装置的示意图，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的行李无初速地放在A处，传送带对行李的滑动摩擦因数=0.1，AB间距离L=2m，g取10m/s2,求：（1）求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力与加速度的大小。（2）求行李做匀加速运动的时间。（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。v0图16ABF5如图16所示，传送带以恒定速率v=3m/s向右移动，AB长L=3.8m。质量为m=5kg的物体无初速放置于左端A处，同时用水平恒力F=25N向右拉物体，若物体与传送带间动摩擦因数=0.25，g=10m/s2。求：（1）物体从A到B所用时间？（2）物体到B的速度？v1图17ABv0m（3）摩擦力对物体做的总功？（4）物体和传送带间摩擦而使系统损失的机械能。（提示，可将拉力看作倾斜传送带中的重力的下滑分量。）6如图17所示，水平传送带AB长L=2.6m，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=0.5。当木块运动至最左端A点时，一颗质量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u=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，(取g10m/s2)。求：（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?（2）在被第二颗子弹击中前，木块的位移？ （3）在木块离开传送带之前，一共有几颗子弹从木块中穿过？mh图187、如图18所示，倾角为30的运输机的皮带始终绷紧，且以恒定速度v02m/s顺时针转动，将质量m10kg的物体无初速地轻轻放在传送带的底端，经过一段时间后，物体被送到h2m的高处，若物体与皮带间的动摩擦因数，不计其他损耗， g10m/s2，求：（1）物体从底端到顶端,皮带对物体所做的功是多少?（2）在这段