2012-2013高中物理复习相对运动习题皮带传输的能量

1、2012-2013高中物理复习资料相对运动习题 ：皮带传输的能量1、如图，电动机两头绷紧的传送皮带，始终保持v0=2m/s的速度匀速运行，传递带与水平面的夹角为300，现在把一个质量为m=10kg的工件轻放在皮带的底端，经过一段时间以后工件被传送到高h=2m的平台上，已知工件与传送带之间的动摩擦因数=0.866，除此之外，不计其他损耗，则在皮带传送工件的过程中产生的内能是多少？电动机增加消耗的电能为多少？（g=10m/s2）（60J,280J）析：a=gcosgsin (1) t=0.8s (2) s1=0.8m s2v0t=1.6m相对s=s2s1=0.8m 产生内能Q=fs=mgcoss=

2、60J电动机做功w=m v02+mgh+Q =20+200+60 =280J2、如图长L=34.5m的水平传送带以大小v=3m/s的速度逆时针运动，将一质量为M=2kg的小木盒B轻放在传送带右端，B与传递带之间的动摩擦因数为=0.3，在木盒放上传送带的同时，有一个光滑的质量为m=1kg的小球A自传送带的左端以v0=15m/s的速度在传送带上向右运动。球与木盒相遇时，木盒与传送带已相对静止，相遇后球立即进入盒中与盒保持相对静止。（g=10）求：（1）球与木盒相遇后瞬间，两者共同的速度。（3m/s）（2）小木盒从传送带右端到左端的时间。（14s）（3）小木盒从传送带右端到左端过程中因木盒与传送带间

3、的摩擦而产生的热量。（63J）析：（1）球与木盒碰撞，由动量守恒定律m v0-Mv=(M+m) v1，得v1=3m/s，方向向右（2）木盒运动加速度a=g=3m/s2木盒从静止加速到与木盒相对静止，用时t1位移s1v=at1 t1=1s (1)s1= t1=1.5m (2)木盒从与皮带相对静止到与小球碰撞时间t2位移s2t2=1s (3)s2=vt2=3m (4)设木盒与小球碰后一起向右减速到静止时间t3,一起向左加速到与木盒相对静止时间t4.t3=1s (5) t4=1s (6)t3、t4内总位移零，木盒与小球一起匀速运动到左端用时t5,t5=10s （7） 总时间t=t1+t2+t3+t4

4、+t5=14s设木盒从静止开始加速运动到与木盒相对静止过程中，相对位移为s1，产生的热为Q1，木盒与小球碰后一起向右减速到静止过程中相对位移为s2，产生的热为Q2，一起向左加速到与木盒相对静止过程相对位移为s3，产生的热Q3。s1=vt1s1=1.5m (8)Q1=Mgs1=9Js2=vt3+=4.5m Q2=u(M+m)gs2 =40.5J (9)s3=vt4=1.5mQ3=u(M+m)gs3=13.5J (10)总热量Q=Q1+Q2+Q3=63J3、如图，4m长的传送带与水平成370角。开始时传送带静止，一质量为m=5kg的滑块以v0=8m/s的初速度从传递带底端沿传送带上滑。已知滑块与传

5、送带之间的动摩擦因数=0.5。当滑块滑至传送带正中间时，突然开动传送带，使之以v=2m/s的速度沿逆时针方向运动。（g=10 sin370=0.6 cos370=0.8）（1）滑块沿传送带能够上滑的最大距离。（3.2m）（2）从滑块上传送带到离开的整个过程中，传送带对滑块所做的功。（120J）（3）整个过程产生的热量。析：（1）物体上滑受三个力，由牛二律mgsin370+mgcos370=ma (1)由于传送带的开动，只增大滑块相对传送带的速度，不影响f大小，所以a不变。由速度位移公式v02=2asm (2) 代值解得sm=3.2m（2）滑块达最高后，在G下滑分量与f作用下下滑加速度仍为a，速

6、度达与传送带相同后f反向，加速度为a1,mgsin370mgcos370=ma1 （5）设滑块开始下滑至与传送带速度相等用时t1v=at1 (6)s1=a1t12 (7)设滑块滑到底速度为v2v22v2=2a1(sms1) (8)设整个过程传送带对滑块做功w，由动能定理w=mv22mv02= （9） 解得w=120J（3）滑块从v0向上滑，皮带开始运动。产生热量Q1=mgcos=0.55100.8=40J （1）皮带开始运动至滑块速度减为0，用时t2.皮带开始运动时滑块速度v1v02v12=2a（s） （2） （s=3.2第一问已求出） v1=at2s2=vt2 (3)相对位移s2=vt2+

7、t2 (3)解得s2=（2+）m滑块由于速度向下摩擦力，向下加速度为v=2m/s用时t3,，则：V=at3 (4)位移差s3=vt3 t3解（2）（5） s3= 0.2m滑块在v=2m/s时由于mgsinmgcos，继续向下加速运动，加速度：1= （6）至底端设用时t4v22v2=2a1（s t3） （7）v2=v+a1t4 (8)滑块相对皮带位移s4= t4vt4 (9)解s4=1m4、如图，水平传送带AB足够长，质量为M=1kg的木块随传送带一起以v0=2m/s的速度向左做匀速直线运动（传送带的传送速度恒定），木块与传送带间动摩擦因数为=0.5。当木块运动至最左端A点时，一颗质量为m=20

8、g的子弹以v1=300m/s水平向右的速度正对木块中心射入木块并穿出，穿出木块的时间极短，穿出时子弹速度v2=50m/s，g=10m/s2求：（1）子弹刚穿过木块时，木块的速度大小。（3m/s）（2）从子弹射入木块至木块回到A点的整个过程，子弹、木块和皮带一共产生的内能。（885J）（3）木块遭击后在传送带上向左运动所经历的时间。（4）木块向右运动离开A点时的最大距离。（0.9m）析：（2）投子弹打穿木块过程生热Q1，由功能关系：Q1=mv12+ Mv02mv22mv2木块向右运动过程与皮带相对位移 s1=s+v0木块向左加速至与皮带相对静止时相对位移s2= v0t v0t= t=木块与皮带摩擦生热，Q2=umg(s1+s2) (=12.5J)总热量Q=Q1+Q2=885J（3）（1）设木块