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文档简介

1、江苏省2014年高考物理试题的压轴题第15题。如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0。小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为。乙的宽度足够大，重力加速度为g。（1）若乙的速度为v0，求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s；（2）若乙的速度为2v0，求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v；（3）保持乙的速度2v0不变，当工件在乙上刚停止滑动时，下一只工件恰好传到乙上，如此反复。若每个工件的质量均为m，除工件与传送带之间摩擦外，其他能量损耗均不计，求驱动乙的电动机的平均输出功率。根据题意，我们可以很容易判断出，工件

2、将以速度v0滑上传送带乙，在传送带乙上滑动时，由于受到传送带乙的摩擦力的作用，工件在传送带乙的侧向上做减速运动，在纵向上为加速运动，其运动轨迹应为曲线。据此，我们还不能判断工件所受摩擦力方向，因为工件所受滑动摩擦力方向是与工件相对传送带乙的相对运动方向相反的；也不能由工件做曲线运动，就错误地判断为摩擦力方向一定会发生变化。当然，也不能这样分析：如果传送带乙不动，工件以速度v0滑上传送带乙，将沿传送带乙的侧向做匀减速直线运动，加速度大小为；如果工件轻放到运动的传送带乙上，将沿传送带乙的纵向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小也为；当工件以速度v0滑上传送带乙后的曲线运动看成是前面侧向、纵向两

3、个运动的合运动。正确判断摩擦力方向，就成了解答此题的关键。如果我们以传送带乙为参考系，工件相对于传送带乙的运动就是具有一定初速度的物体在滑动摩擦力作用下所做的匀减速直线运动。工件相对于传送带乙的初速度可由运动的合成知识求出，加速度大小可由牛顿第二定律求出。这样我们就可以顺利计算题中的问题了。下面我们就以传送带乙为参考系求解此题。（1）若传送带乙的速度为v0，当工件从传送带甲滑上传送带乙时，设其速度为，由运动的合成知识知设方向与侧向的夹角为，则，即工件所受摩擦力，方向与方向相反。工件在摩擦力作用下做匀减速直线运动，加速度大小滑行的距离由得因此工件在传送带乙上侧向(垂直于传送带乙的运动方向)滑过的

4、距离（2）若传送带乙的速度为2v0，由（1）可知工件现对于传送带乙上也是做匀减速运动，当其相对速度减小到0时停止侧向滑动，此时工件相对于地面的速度与传送带乙相对于地面的速度相同，即。（3）若传送带乙的速度为2v0，工件刚滑上传送带乙时相对于传送带乙的速度速度与侧向的夹角滑行的距离工件滑动时间系统摩擦生热电动机做功 由，解得对于电动机的平均输出功率，我们也可以这样计算：工件在传送带乙上滑动时，电动机对传送带乙的驱动力 所以江苏所给的该题的参考答案:（1）摩擦力与侧向的夹角为侧向加速度大小 匀变速直线运动 解得 （2）设t=0时刻摩擦力与侧向的夹角为，侧向、纵向加速度的大小分别为、则 很小的的时间内，侧向、纵向的速度增量，解得且由题意知 则所以摩擦力方向保持不变则当时，即 （3）工件在乙上滑动时侧向位移为

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