高中物理传送带模型典型例题【经典】

(圆满版)高中物理传达带模型典型例题(含答案)【经典】(圆满版)高中物理传达带模型典型例题(含答案)【经典】7/7(圆满版)高中物理传达带模型典型例题(含答案)【经典】传达带专题难点形成的原由：1、对于物体与传达带之间能否存在摩擦力、是滑动摩擦力仍是静摩擦力、摩擦力的方向怎样，等等，这些对于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清；2、对于物体相对地面、相对传达带分别做什么样的运动，判断错误；3、对于物体在传达带上运动过程中的能量转变状况考虑不全面，出现能量转变不守恒的错误过程。1、水平传达带被宽泛地应用于机场和火车站，以以下图为一水平传达带装置表示图．绷紧的传达带AB始终保持恒定的速率v＝1m/s运行，一质量为m＝4kg的行李无初速度地放在A处，传达带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加快直线运动，随后行李又以与传达带相等的速率做匀速直线运动．设行李与传达带之间的动摩擦因数μ＝0.1，A、B间的距离L＝2m，g取10m/s2.求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加快度的大小；求行李做匀加快直线运动的时间；(3)假如提升传达带的运行速率，行李就能被较快地传达到B处，求行李从A处传达到B处的最短时间和传达带对应的最小运行速率．分析(1)行李刚开始运动时，受力以以下图，滑动摩擦力：f由牛顿第二定律得：f解得：a＝1m/s2F＝μmg＝4NF＝ma(2)行李达到与传达带同样速率后不再加快，则：v＝at，解得t＝v＝1sa(3)行李向来匀加快运行时间最短，且加快度仍为a＝1m/s2，当行李抵达右端时，有：v2＝2aL解得：vmin＝2aL＝2m/sminvmin故传达带的最小运行速率为2m/s行李运行的最短时间：tmin＝a＝2s2：以以下图，传达带与地面成夹角θ=37°，以10m/s的速度顺时针转动，在传达带下端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体，它与传达带间的动摩擦因数μ=0.9，已知传达带从A→B的长度L=50m，则物体从A到需要的时间为多少？【分析】物体放上传达带今后，开始一段时间，其运动加快度amgcosmgsin1.2m/s2m。这样的加快度只好保持到物体的速度达到10m/s为止，其对应的时间t1v10s8.33s,2s141.67m和位移分别为：a1.22a＜50m今后物体遇到的摩擦力变成沿传达带向上，其加快度大小为零（因为mgsinθ＜μmgcosθ）。设物体达成节余的位移s2所用的时间为t2，则s20t2，50m－41.67m=10t2解得：t28.33s,所以：t总8.33s8.33s16.66s。3、以以下图，绷紧的传达带，向来以2m/s的速度匀速斜向上运行，传达带与水平方向间的夹角θ＝30°。现把质量为10kg的工件轻轻地放在传达带底端P处，由传达带传达至顶端Q处。已知P、Q之间的距离32为4m，工件与传达带间的动摩擦因数μ＝2，取g＝10m/s。经过计算说明工件在传达带上做什么运动；求工件从P点运动到Q点所用的时间。[答案](1)先匀加快运动0.8m，此后匀速运动3.2m(2)2.4s分析(1)工件受重力、摩擦力、支持力共同作用，摩擦力为动力由牛顿第二定律得：μmgcosθ－mgsinθ＝ma代入数值得：a＝2.5m/s21传达带专题则其速度达到传达带速度时发生的位移为v222m＝0.8m<4mx＝＝1可见工件先匀加快运动0.8m，此后匀速运动3.2mv得t＝0.8s匀速上涨时t＝x2＝3.2(2)匀加快时，由x＝ts＝1.6s1112v22所以工件从P点运动到Q点所用的时间为t＝t1＋t2＝2.4s4：以以下图，传达带与地面成夹角θ=37°，以10m/s的速度逆时针转动，在传达带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体，它与传达带间的动摩擦因数μ=0.5，已知传达带从A→B的长度L=5m，则物体从A到B需要的时间为多少？【分析】物体放上传递带此后，开始一段时间，其运动加快度mgsinmgcos2a10m/sm

。这样的加快度只好保持到物体的速度达到10m/s为止，其对应的时间和位移分v10s2t1s,s5mt总1s。别为：1a1012a此时物休恰巧滑到传达带的低端。所以：5：以以下图，传达带与地面成夹角θ=30°，以10m/s的速度逆时针转动，在传达带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体，它与传达带间的动摩擦因数μ=0.6，已知传达带从A→B的长度L=16m，则物体从A到需要的时间为多少？【分析】物体放上传递带此后，开始一段时间，其运动加快度amgsinmgcos8.46m/s2m。这样的加快度只好保持到物体的速度达到10m/s为止，其对应的时间和位v102移分别为：t1a8.46s1.18s,s12a5.91m＜16m今后物体遇到的摩擦力变成沿传达带向上，其加快度大小为零（因为mgsinθ＜μmgcosθ）。设物体达成节余的位移s2所用的时间为t2，则s20t2，16m－5.91m=10t2解得：t210.09s,所以：t总1.18s10.09s11.27s。6：如图，倾角为37°，长为l＝16m的传达带，转动速度为v＝10m/s，动摩擦因数μ＝0.5，在传达带顶端A处无初速度地开释一个质量为m＝0.5kg的物体．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2.求：传达带顺时针转动时，物体从顶端A滑终归端B的时间；传达带逆时针转动时，物体从顶端A滑终归端B的时间．答案(1)4s(2)2s分析(1)传达带顺时针转动时，物体相对传达带向下运动，则物体所受滑动摩擦力沿斜面向上，相对传达带向下匀加快运动，依据牛顿第二定律有mg(sin37°－μcos37°)＝maa＝gsin37°－μgcos37°＝2m/s2，依据l＝12at2得t＝4s.传达带逆时针转动，当物体下滑速度小于传达带转动速度时，物体相对传达带向上运动，则物体所受滑动摩擦力沿传达带向下，设物体的加快度大小为a1，由牛顿第二得，mgsin37°＋μmgcos37°＝ma1sin37°＋cos37°＝10m/s2则有a1＝mgμmgm设当物体运动速度等于传达带转动速度时经历的时间为t1，位移为x1，则有2传达带专题t1＝v＝10s＝1s，1＝1112＝5m<＝16ma10xatl1当物体运动速度等于传达带速度瞬时，有mgsin37°>μmgcos37°，则下一时辰物体相对传达带向下运动，遇到传达带向上的滑动摩擦力——摩擦力发生突变．设当物体下滑速度大于传达带转动速度时物体的22mgsin37°－μmgcos37°＝2m/s221加快度为a，则a＝mx＝l－x＝11m122又因为x2＝vt2＋2a2t2，则有10t2＋t2＝11，解得：t2＝1s(t2＝－11s舍去)所以t总＝t1＋t2＝2s.以以下图，足够长的传达带与水平面倾角θ=37°，以12m/s的速率逆时针转动。在传达带底部有一质量m=1.0kg的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.25，现用略微绳将物体由静止沿传达带向上拉动，拉力F=10.0N，方向平行传达带向上。经时间t=4.0s绳索忽然断了，求：1）绳断时物体的速度大小；2）绳断后物体还可以上行多远3）从绳断开始到物体再返回到传达带底端时的运动时间（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）答案：1、8.0m/s2、=4.0m3、3.3s【分析】（1）物体开始向上运动过程中，受重力，摩擦力f，拉力，mgFF设加快度为1，则有F–mgsinθ－Ff=m1又Ff=NN=mgcosθaaμFF得1=2.0m/s2所以，t=4.0s时物体速度v1=1=8.0m/saat（2）绳断后,物体距传达带底端s1=a1t2/2=16m.设绳断后物体的加快度为a2,由牛顿第二定律得v1-mgsinθ-μmgcosθ=m22=-8.0m/s2物体做减速运动时间t2=-a2=1.0saa减速运动位移s2=v1t2+a2t22/2=4.0m（3）今后物体沿传达带匀加快下滑,设加快度为a3,由牛顿第二定律得mgsinθ＋μmgcosθ=m23=8.0m/s2aa当物体与传达带共速时向下运动距离s3=v2/(2a3)=9m用时t3=v/a3=1.5s共速后摩擦力反向，因为mgsinθ大于μmgcosθ，物体连续沿传达带匀加快下滑，设此时加快度为4,由牛顿第二定律得4aMgsinθ-μmgcosθ=ma下滑到传达带低部的距离为4123=11m设下滑的时间为t4，由得t4=0.8s最后得t=t2+t3+t4=3.3ss=s+s-s8：在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传达带。当游客把行李放到传达带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加快运动。随后它们保持相对静止，行李随传达带一同行进。设传达带匀速行进的速度为0.25m/s，把质量为5kg的木箱静止放到传达带上，因为滑动摩擦力的作用，木箱以6m/s2的加快度行进，那么这个木箱放在传达带上后，传达带大将留下一段多长的摩擦印迹？0.25m/sv00.25解法一：行李加快到所用的时间：t＝a＝6s＝0.042s1212m=0.0053m行李的位移：x行李＝2at＝26(0.042)传达带的位移：x传达带＝V0t＝0.25×0.042m＝0.0105m摩擦印迹的长度：xx传达带x行李0.0052m5mm解法二：以匀速行进的传达带作为参照系．设传达带水平向右运动。木箱刚放在传达带上时，相对于传达带的速度v=0.25m/s,方向水平向左。木箱遇到水平向右的摩擦力F的作用，做减速运动，速度减为零时，2与传达带保持相对静止。木箱做减速运动的加快度的大小为a＝6m/sxv020.252m0.0052m5mm木箱做减速运动到速度为零所经过的行程为2a26即留下5mm长的摩擦印迹。3传达带专题9：一水平的淡色长传达带上搁置一煤块（可视为质点），煤块与传达带之间的动摩擦因数为。初始时，传达带与煤块都是静止的。现让传达带以恒定的加快度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，煤块在传达带上留下了一段黑色印迹后，煤块相对于传达带不再滑动。求此黑色印迹的长度。方法一：依据“传达带上有黑色印迹”可知，煤块与传达带之间发生了相对滑动，煤块的加快度a小于传送带的加快度a0。依据牛顿运动定律，可得ag设经历时间t，传达带由静止开始加快到速度等于v0，煤块则由静止加快到v，有v0a0tvat因为a<a0，故v<v0，煤块连续遇到滑动摩擦力的作用。再经过时间t'，煤块的速度由v增添到v0，有v0vat′今后，煤块与传达带运动速度同样，相对于传达带不再滑动，不再产生新的印迹。设在煤块的速度从0增添到v0的整个过程中，传达带和煤块挪动的距离分别为s0和s，有12v2v2(ag)0ls0l00s02a0tv0t′s2a传达带上留下的黑色印迹的长度s由以上各式得2a0g【小结】本方法的思路是整体分析两物体的运动状况，分别对两个物体的全过程求位移。方法二：第一阶段：传达带由静止开始加快到速度v0，设经历时间为t，煤块加快到v，有v0a0t①vatgt②传达带和煤块的位移分别为s11a0t2③s21at21gt2④s1和s2，222第二阶段：煤块连续加快到v0，设经历时间为t，有v0vgt⑤，有s3v0t12传达带和煤块的位移分别为s3和s4⑥s4vt2gt⑦ls1s3s2s4lv02(a0g)2a0g传达带上留下的黑色印迹的长度由以上各式得10、以以下图。水平传达装置由轮半径均为R1米的主动轮O1和从动轮O2及传达带等组成。两轮轴心相距L=8.0米，轮与传达带不打滑。现用此装置运送一袋面粉，已知面粉袋与传达带间的动摩擦因数为μ=0.4，这袋面粉中间的面粉可不停地从袋中溢出。1）当传达带以v0==4.0m/s的速度匀速运动时，将这袋面粉由左端O2正上方的A点轻放在传达带上后，这袋面粉由A端运送到O1正上方的B端所用时间为多少？2）要想赶快将这带面粉由A端送到B端（设初速度仍为零），传达带的速度最少应为多大？3）因为面粉的渗漏，在运送这袋面粉的过程中会在深色传达带上留下白色的面粉的印迹。这袋面粉在传达带上留下的印迹最长能有多长（设袋的初速度仍为零）？此时传达带的速度最少应为多大？4传达带专题【分析】设面粉袋的质量为m，其在与传达带产生相当滑动的过程中所受的摩擦力f=μmg。故而其加快度为：afg4.0m/s2m（1）若传达速带的速度v带=4.0m/s，则面粉袋加快运动的时间t11.0s，v带a在t时间内的位移为s1at12.0m，此后以v=4.0m/s的速度做匀速运动s=l－s=vt，1122AB122解得t2=1.5s，运动的总时间为t=t1+t2=2.5s（2）要想时间最短，m应向来向B端做加快运动，由lAB1at2可得t2.0s2此时传达带的运行速度为vat8.0m/s（3分）3）传达带的速度越大，“印迹”越长。当面粉的印迹充满整条传达带时，印迹达到最长。即印迹长为△s=2l+2πR=18.0m在面粉袋由A端运动到B端的时间内，传达带运行的距离s带slAB26.0m又由（2）中已知t/=2.0s此时传达带的运行速度为V//=13m/s（3分）11：以以下图，水平传达带以速度v匀速运动，一质量为m的小木块由静止轻放到传达带上，若小木块与传达带之间的动摩擦因数为μ，当小木块与传达带相对静止时，转变成内能的能量是多少？【审题】该题第一得清楚当小木块与传达带相对静止时，转变成内能的能量应当怎么来求，要想到用“物体在战胜滑动摩擦力做功过程中转变成的内能等于滑动摩擦力与相对滑动行程的乘积。”这一结论，此后再依据物体和传达带的运动状况来求二者相对滑动的距离。【分析】在木块从开始加快至与传达带达到共同速度的过程中F摩FNmg

F合mggv2v2a由公式v22axx2gmm可得：2avvt从木块静止至木块与传达带达到相对静止的过程中木块加快运动的时间agx'v2xv2vtx'x传达带运动的位移g木块相对传达带滑动的位移2g摩擦产生的热：QF摩·xmg·v21mv22g212：以以下图，倾角为37o的传达带以4m/s的速度沿图示方向匀速运动。已知传达带的上、下两头间的距离为L=7m。现将一质量m=0.4kg的小木块放到传达带的顶端，使它从静止开始沿传达带下滑，已知木块与传达带间的动摩擦因数为μ=0.25，取g=10m/s2。求木块滑终归的过程中，摩擦力对木块做的功以及生的热各是多少？【分析】刚开始时，协力的大小为F合1＝mgsin37o＋μmgcos37o,F合1v0v02由牛顿第二定律，加快度大小a1＝m＝8m/s2，该过程所用时间t1＝a1＝0.5s，位移大小s1＝2a1＝1m。F合2二者速度大小同样后，协力的大小为F合2＝mgsin37o－μmgcos37o,加快度大小a2＝m＝4m/s2，1a2t22位移大小s2＝L-s1＝6m,所用时间s2＝v0t2＋25传达带专题得：t2＝1s。（另一个解t2＝－3s舍去）摩擦力所做的功W＝μmgcos37o·(s1-s2)＝－4.0J，全过程中生的热Q＝f·s相对＝μmgcos37o·【(v0t1-s1)+（s2-v0t2）】＝0.8N×3m＝2.4J。13：一传达带装置表示如图，此中传达带经过AB地区时是水平的，经过BC地区时变成圆弧形(圆弧由光滑模板形成，未画出)，经过CD地区时是倾斜的，AB和CD都与BC相切。现将大批的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传达带上，搁置时初速为零，经传达带运送到D处，D和A的高度差为h。坚固工作时传达带速度不变，CD段上各箱等距摆列，相邻两箱的距离为L。每个箱子在A处投放后，在抵达B以前已经相对于传达带静止，且今后也不再滑动(忽视经BC段时的微小滑动)。已知在一段相当长的时间T内，共运送小货箱的数目为N。这装置由电动机带动，传达带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。求电动机的均匀输出功率P。假设已知传达带速度v0的条件下进行的，实质上传达带的速度是未知的。所以要想法找出v0。题中给出在时间T内运送的小货箱有N只，这是说，我们在D处计数，当第1只货箱抵达D处时作为时辰t=0，当第N只货箱抵达D处时恰巧t=T。假如把这N只货箱以L的距离间隔地排在CD上(假如排得下的话)，则第N只货箱到D处的距离为(N—1)L，当该货箱抵达D处，即传达带上与