传送带精品专题训练带答案
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牛顿第二定律的应用---传送带问题一、传送带模型中要注意摩擦力的突变①滑动摩擦力消失②滑动摩擦力突变为静摩擦力③滑动摩擦力改变方向二、传送带模型的一般解法①确定研究对象;②分析其受力情况和运动情况,(画出受力分析图和运动情景图),注意摩擦力突变对物体运动的影响;③分清楚研究过程,利用牛顿运动定律和运动学规律求解未知量。
难点疑点:传送带与物体运动的牵制。
牛顿第二定律中a是物体对地加速度,运动学公式中S是物体对地的位移,这一点必须明确。
分析问题的思路:初始条件→相对运动→判断滑动摩擦力的大小和方向→分析出物体受的合外力和加速度大小和方向→由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力及运动状态的改变。
一、水平放置运行的传送带1.如图所示,物体A从滑槽某一高度滑下后又滑上粗糙的水平传送带,传送带静止不动时,A滑至传送带最右端的速度为v1,需时间t1,若传送带逆时针转动,A滑至传送带最右端的速度为v2,需时间t2,则()A.1212,v v t t><B.1212,v v t t<<C.1212,v v t t>>D.1212,v v t t==2.如图7所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向转动,传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面,一物体以恒定速度v2沿直线向左滑向传送带后,经过一段时间又反回光滑水平面,速率为v2′,则下列说法正确的是:()A.只有v1= v2时,才有v2′= v1B.若v1 >v2时, 则v2′= v2C.若v1 <v2时, 则v2′= v2D.不管v2多大,v2′= v2.3.物块从光滑斜面上的P点自由滑下通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的Q点.若传送带的皮带轮沿逆时针方向匀速转动,使传送带随之运动,如图所示,物块仍从P点自由滑下,则()A.物块有可能落不到地面B.物块将仍落在Q点C.物块将会落在Q点的左边D.物块将会落在Q点的右边PQ4.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右图为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带A、B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力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,AB间的距离l=2m,g取10m/s2.(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小;(2)求行李做匀加速直线运动的时间;(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.二、倾斜放置运行的传送带5.如图所示,传送带与地面倾角θ=37°,从AB长度为16m,传送带以10m/s的速率逆时针转动.在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:物体从A运动到B需时间是多少?(思考:物体从A运动到B在传送带上滑过的痕迹长?)6.如图所示,传送带两轮A、B的距离L=11 m,皮带以恒定速度v=2 m/s运动,现将一质量为m的物块无初速度地放在A端,若物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.8,传送带的倾角为α=37°,那么物块m从A端运到B端所需的时间是多少?(g取10 m/s2,cos37°=0.8)三、组合类的传送带7.如图所示的传送皮带,其水平部分AB长s AB=2m,BC与水平面夹角θ=37°,长度s BC=4m,一小物体P与传送带的动摩擦因数 =0.25,皮带沿A至B方向运行,速率为v=2m/s,若把物体P放在A点处,它将被传送带送到C点,且物体P不脱离皮带,求物体从A点被传送到C点所用的时间.(sin37°=0.6,g=l0m/s2)牛顿第二定律的应用----传送带问题参考答案一、水平放置运行的传送带1.D 提示:物体从滑槽滑至末端时,速度是一定的.若传送带不动,物体受摩擦力方向水平向左,做匀减速直线运动.若传送带逆时针转动,物体受摩擦力方向水平向左,做匀减速直线运动.两次在传送带都做匀减速运动,对地位移相同,加速度相同,所以末速度相同,时间相同,故D .2.B3.B 提示:传送带静止时,物块能通过传送带落到地面上,说明滑块在传送带上一直做匀减速运动.当传送带逆时针转动,物块在传送带上运动的加速度不变,由2202t v v as =+可知,滑块滑离传送带时的速度v t 不变,而下落高度决定了平抛运动的时间t 不变,因此,平抛的水平位移不变,即落点仍在Q 点.4.【答案】(1)4N ,a =lm/s 2;(2)1s ;(3)2m/s解析:(1)滑动摩擦力F =μmg① 以题给数值代入,得F =4N② 由牛顿第二定律得F =ma ③代入数值,得a =lm/s 2 ④(2)设行李做匀加速运动的时间为t ,行李加速运动的末速度v=1m /s .则 v =at ⑤代入数值,得t =1s⑥(3)行李从A 匀加速运动到B 时,传送时间最短.则2min 12l at = ⑦代入数值,得min 2s t =⑧ 传送带对应的运行速率V min =at min ⑨代人数据解得V min =2m/s⑩ 二、倾斜放置运行的传送带5.【答案】2s解析:物体的运动分为两个过程,一个过程在物体速度等于传送带速度之前,物体做匀加速直线运动;第二个过程是物体速度等于传送带速度以后的运动情况,其中速度相同点是一个转折点,此后的运动情况要看mgsinθ与所受的最大静摩擦力,若μ<tanθ,则继续向下加速.若μ≥tanθ,则将随传送带一起匀速运动,分析清楚了受力情况与运动情况,再利用相应规律求解即可.本题中最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小.物体放在传送带上后,开始的阶段,由于传送带的速度大于物体的速度,传送带给物体一沿传送带向下的滑动摩擦力F ,物体受力情况如图所示.物体由静止加速,由牛顿第二定律得a 1=10×(0.6+0.5×0.8)m/s 2=10m/s 2物体加速至与传送带速度相等需要的时间1110s=1s 10v t a ==, t 1时间内位移21115m 2s a t ==.由于μ<tanθ,物体在重力情况下将继续加速运动,当物体速度大于传送带速度时,传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力F .此时物体受力情况如图所示,由牛顿第二定律得:222sin cos ,2m/s mg mg ma a θμθ-==.设后一阶段物体滑至底端所用的时间为t 2,由 222212L s vt a t -=+,解得t 2=1s ,t 2=-11s (舍去).所以物体由A→B 的时间t=t 1+t 2=2s .6.解析:将物体放在传送带上的最初一段时间内物体沿传送带向上做匀加速运动 由牛顿第二定律得μmg cos37°-mg sin37°=ma则a =μg cos37°-g sin37°=0.4 m/s 2物体加速至2 m/s 所需位移s 0=v 22a =222×0.4m =5 m<L 经分析可知物体先加速5 m再匀速运动s =L -s 0=6 m.匀加速运动时间t 1=v a =20.4s =5 s. 匀速运动的时间t 2=s v =62s =3 s. 则总时间t =t 1+t 2=(5+3) s =8 s.答案:8 s三、组合类的传送带7.【答案】2.4s解析:物体P 随传送带做匀加速直线运动,当速度与传送带相等时若未到达B ,即做一段匀速运动;P 从B 至C 段进行受力分析后求加速度,再计算时间,各段运动相加为所求时间.P 在AB 段先做匀加速运动,由牛顿第二定律11111,,N F ma F F mg v a t μμ====, 得P 匀加速运动的时间110.8s v v t a gμ===. 22111112110.8m,22AB s a t gt s s vt μ===-=, 匀速运动时间120.6s AB s s t v-==. P 以速率v 开始沿BC 下滑,此过程重力的下滑分量mg sin37°=0.6mg ;滑动摩擦力沿斜面向上,其大小为μmg cos37°=0.2mg .可见其加速下滑.由牛顿第二定律233cos37cos37,0.44m/s mg mg ma a g μ︒-︒===,233312BC s vt a t =+,解得t 3=1s (另解32s t '=-,舍去). 从A 至C 经过时间t =t 1+t 2+t 3=2.4s .。
一、单选题1.如图的水平传送带,AB 两点的距离为10m ,将一物体(可视为质点)轻轻地放在A 点,传送带的速度4m/s ,物体与传送带间的动摩擦因数为0.2μ=,取210m/s g =。
则物体由A 运动到B 的时间为( )A .2.5sBC .3.5sD .无法确定2.云南昆明长水国际机场航站楼是中国面向东南亚、南亚和连接欧亚的第四大国家门户枢纽机场,航站楼行李处理系统其中的一段如图甲所示,水平传送带顺时针匀速转动,一小行李箱以初速度0v 滑上水平传送带,从A 点运动到B 点的v t -图像如图乙所示。
下列说法正确的是( )A .小行李箱的初速度大小为2m/sB .传送带转动的速度大小为6m/sC .A 、B 两点间的距离为6mD .小行李箱与传送带的相对位移大小为2m二、多选题3.如图所示,水平传送带以1m /s 的速度逆时针匀速运行,现将一小滑块(视为质点)从A 处由静止开始沿光滑固定斜面滑下,结果滑块以1m /s 的速度滑上传送带的右端。
若滑块从图示位置B (比A 处低)由静止开始沿斜面滑下,则滑块在传送带上运动的过程中( )A .可能一直做加速运动B .可能一直做减速运动C .可能先做加速运动后做匀速运动D .可能先做减速运动后做匀速运动4.如图所示,一水平传送带以恒定的速度14m/s v =逆时针匀速传动,一质量 1.0kg m =的墨v=从传送带的最左端水平向右滑上传送带。
已知传送带水盒(可看成质点)以初速度28m/sμ=,取重力加速度平部分AB的长度12mL=,墨盒与传送带之间的动摩擦因数0.42g=。
则下列说法正确的是()10m/sA.墨盒从传送带的最左端离开B.墨盒离开传送带瞬间的速度大小为8m/sC.墨盒在传送带上运动的时间为5sD.墨盒在传送带上运动的时间为4.5s三、解答题5.某快递公司为了提高效率,使用电动传输机输送快件如图所示,水平传送带AB长度L =5.25 m,始终保持恒定速度v=1 m/s运行,在传送带上A处无初速度地放置一快件(可视为质点),快件与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度取g=10 m/s2。
传 送 带 问 题一、传送带问题中力与运动情况分析 1、水平传送带上的力与运动情况分析例1 水平传送带被广泛地应用于车站、码头,工厂、车间。
如图所示为水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB 始终保持v 0=2 m/s 的恒定速率运行,一质量为m 的工件无初速度地放在A 处,传送带对工件的滑动摩擦力使工件开始做匀加速直线运动,设工件与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2 ,AB 的之间距离为L =10m ,g 取10m/s 2 .求工件从A 处运动到B 处所用的时间.例2: 如图甲所示为车站使用的水平传送带的模型,传送带长L =8m ,以速度v =4m/s 沿顺时针方向匀速转动,现有一个质量为m =10kg 的旅行包以速度v 0=10m/s 的初速度水平地滑上水平传送带.已知旅行包与皮带间的动摩擦因数为μ=0.6 ,则旅行包从传送带的A 端到B 端所需要的时间是多少?(g =10m/s 2 ,且可将旅行包视为质点.)例3、如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图,绷紧的传送带始终保持3.0m /s 的恒定速率运行,传送带的水平部分AB 距水平地面的高度为h=0.45m.现有一行李包(可视为质点)由A 端被传送到B 端,且传送到B 端时没有被及时取下,行李包从B 端水平抛出,不计空气阻力,g 取10 m/s 2(1) 若行李包从B 端水平抛出的初速v =3.0m /s ,求它在空中运动的时间和飞出的水平距离;(2) 若行李包以v 0=1.0m /s 的初速从A 端向右滑行, 包与传送带间的动摩擦因数μ=0.20,要使它从B 端飞出的水平距离等于(1)中所 求的水平距离,求传送带的长度L 应满足的条件?例4一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a 0开始运动,当其速度达到v 0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。
牛顿第二定律的运用之传送带问题一、传送带水平放,传送带以一定的速度匀速转动,物体轻放在传送带一端,此时物体可能经历两个过程——匀加速运动和匀速运动。
【例题1】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送带,当旅客把行李放到传送带上时,传送带对行李的摩擦力使行李开始运动,最后行李随传送带一起前进,设传送带匀速前进的速度为0.6m/s,质量为4.0kg的皮箱在传送带上相对滑动时,所受摩擦力为24N,那么,这个皮箱无初速地放在传送带上后,求:(1)经过多长时间才与皮带保持相对静止?(2)传送带上留下一条多长的摩擦痕迹?【答案】分析:(1)行李在传送带上先做匀加速直线运动,当速度达到传送带的速度,和传送带一起做匀速直线运动(2)传送带上对应于行李最初放置的一点通过的位移与行李做匀加速运动直至与传送带共同运动时间内通过的位移之差即是擦痕的长度解答:解:(1)设皮箱在传送带上相对运动时间为t,皮箱放上传送带后做初速度为零的匀加速直线运动,由牛顿运动定律:皮箱加速度:a==m/s2=6m/s2由v=at 得t==s=0.1s(2)到相对静止时,传送带带的位移为s1=vt=0.06m皮箱的位移s2==0.03m摩擦痕迹长L=s1--s2=0.03m(10分)所以,(1)经0.1s行李与传送带相对静止(2)摩擦痕迹长0.0.03m二、传送带斜放,与水平方向的夹角为θ,将物体轻放在传送带的最低端,只要物体与传送带之间的滑动摩擦系数μ≥tanθ,那么物体就能被向上传送。
此时物体可能经历两个过程——匀加速运动和匀速运动。
【例题2】如图2—4所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s的速度顺时针转动,在传送带下端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.9,已知传送带从A→B的长度L=50m,则物体从A到B需要的时间为多少?解:物体放上传送带后,开始一段时间t1内做初速度为0的匀加速直线运动,对小物体受力分析如下图所示:可知,物体所受合力F合=f-Gsinθ又因为f=μN=μmgcosθ所以根据牛顿第二定律可得:此时物体的加速度a===m/s2=1.2m/s2当物体速度增加到10m/s时产生的位移x===41.67m因为x<50m所以=8.33s所以物体速度增加到10m/s后,由于mgsinθ<μmgcosθ,所以物体将以速度v做匀速直线运动故匀速运动的位移为50m-x,所用时间所以物体运动的总时间t=t1+t2=8.33+0.83s=9.16s答:物体从A到B所需要的时间为9.16s.三、传送带斜放,与水平方向的夹角为θ,将物体轻放在传送带的顶端,物体被向下传送。
传送带专题训练1、如图5所示,足够长的水平传送带以恒定的速度V1沿顺时针方向转动,传送带右端有一传送带等高的光滑平V',则下列说法正台,物体以速度V2向左滑上传送带,经过一段时间后又返回到光滑平台上,此时物体速度为2确的是()A.若V2>V1,则2V'= V1,B.若V2<V1,则2V'= V2,C.无论V2多大,总有2V'= V2,D·只有V2=V1时,才有2V'= V12、如图所示,传输带与水平面间的倾角为θ=370,传送带以v=10m/s的速度运行,在传送带上端A处无初速地放上质量为m=的物体,它与传送带间的动摩擦因数为μ=,若传送带A到B的长度为S=16m,求物体从A运动到B的时间为多少(sin 37°=, cos37°=3、如图所示,倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带,传送带正以6m/s速度运动,运动方向如图所示。
一个质量为m的物体(物体可以视为质点),从h=高处由静止沿斜面下滑,物体经过A点时,不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面,都不计其速率变化。
物体与传送带间的动摩擦因数为,物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处,重力加速度g=10m/s2,则:(1) 物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间(2) 传送带左右两端AB间的距离L AB为多少(3) 如果将物体轻轻放在传送带左端的B点,它沿斜面上滑的最大高度为多少4.如图所示,一平直的传送带以速率v=2m/s匀速运动,传送带把A处的工件不断地运送到同一水平面上的B处,A、B相距L=30m.从A处把工件轻轻放到传送带上,经过时间t=20s能传送到B处.假设A处每隔一定时间放上一工件,每小时运送工件7200个,每个工件的质量为m=2kg.求:(1)传送带上靠近B端的相邻两工件的距离.(2)不计轮轴处的摩擦,求带动传送带的电动机的平均输出功率.5.图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A 、B 两端相距3m ,另一台倾斜,传送带与地面的倾角θ= 37°, C 、D 两端相距 , B 、C 相距很近.水平部分AB 以5m/s 的速率顺时针转动.将质量为10 kg 的一袋大米放在A 端,到达B 端后,速度大小不变地传到倾斜的CD 部分,米袋与传送带间的动摩擦因数均为.试求:(1)若CD 部分传送带不运转,求米袋沿传送带所能上升的最大距离.(2)若要米袋能被送到D 端,求CD 部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C 端到D 端所用时间的取值范围.6.如图所示,一水平方向的传送带以恒定速度v =2m/s 沿顺时针方向匀速转动,传送带右端固定着一光滑的四分之一圆弧面轨道,并与弧面下端相切,一质量m =1kg 的物体自圆弧面轨道的最高点由静止滑下,圆弧轨道的半径R =,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=,不计物体滑过曲面与传送带交接处时的能量损失,传送带足够长,g =10m/s 2.求:(1)物体滑上传送带向左运动的最远距离; (2)物体第一次滑上传送带到离开传送带过程所经历的时间; (3)物体第一次滑上传送带到离开传送带过程物体与传送带之间所产生的内能; (4)经过足够长时间之后物体能否停下来若能,请说明物体停下的位置;若不能,请并简述物体的运动规律.7、如图12所示,水平传送带的长度L=5m ,皮带轮的半径R=,皮带轮以角速度ω顺时针匀速转动.现有一小物体(视为质点)以水平速度v 0从A 点滑上传送带,越过B 点后做平抛运动,其水平位移为S.保持物体的初速度v 0不变,多次改变皮带轮的角速度ω,依次测量水平位移S ,得到如图13所示的S —ω图像.回答下列问题:(取g=10m/s 2)(1)当010ω<<rad /s 时,物体在A 、B 之间做什么运动(2)B 端距地面的高度h 为多大(3)物块的初速度v 0多大图12v图13ω/radS /38、如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角θ=300,皮带在电动机的带动下,始终保持V0=2m/s的速度运行。
传送带专题训练1、如图5所示,足够长的水平传送带以恒定的速度V i 沿顺时针方向转动,传送带右端有一传送带等高的光滑平台,物体以速度V 2向左滑上传送带,经过一段时间后又返回到光滑平台上,此时物体速度为 确的是()C .无论V 2多大,总有V 2 = V 2,D •只有V 2=V i 时,才有V 2 = V i9=37°,传送带以v=10m/s 的速度运行,在传送带上端 A 处无初速地,若传送带A 到B 的长度为S=16m ,求物体从A 运 动到B 的时间为多少(sin 37=:cos37° =3、如图所示,倾角为 30。
的光滑斜面的下端有一水平传送带,传送带正以 6m/s 速度运动,运动方向如图所示。
一个质量为m 的物体(物体可以视为质点),从山=高处由静止沿斜面下滑,物体经过 A 点时,不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面,都不计其速率变化。
物体与传送带间的动摩擦因数为,物体向左最多能滑到传送带左右两端AB 的中点处,重力加速度g=10m/s 2, U: (1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间 (2)传送带左右两端 AB 间的距离L AB 为多少(3)如果将物体轻轻放在传送带左端的B 点,它沿斜面上滑的最大高度为多少4•如图所示,一平直的传送带以速率 v=2m /s 匀速运动,传送带把 A 处的工件不断地运送到同一水平面上的 B 处,A 、B 相距L=30m .从A 处把工件轻轻放到传送带上,经过时间 t=20s 能传送到B 处.假设A 处每隔一定时间放上一工件,每小时运送工件7200个,每个工件的质量为 m=2kg .求:(1) 传送带上靠近B 端的相邻两工件的距离.(2) 不计轮轴处的摩擦,求带动传送带的电动机的平均输岀功率.A .若 V 2>V 1,贝u V 2 = V i ,B .若 V 2V V i ,则 V 2 = V 2, V 2 ,则下列说法正2、如图所示,传输带与水平面间的倾角为放上质量为m =的物体,它与传送带间的动摩擦因数为5•图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送, 一台倾斜,传送带与地面的倾角0 = 37° , C 、D 两端相距,B 、C 相距很近•水平部分动•将质量为10 kg 的一袋大米放在 A 端,到达B 端后,速度大小不变地传到倾斜的 的动摩擦因数均为.试求:(1)若CD 部分传送带不运转,求米袋沿传送带所能上升的最大距离. (2)若要米袋能被送到D 端,求CD 部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从 C 端到D 端所用时间的取值范围.6•如图所示,一水平方向的传送带以恒定速度 v=2m/s 沿顺时针方向匀速转动,传送带右端固定着一光滑的四分之 一圆弧面轨道,并与弧面下端相切,一质量 m=1kg 的物体自圆弧面轨道的最高点由静止滑下,圆弧轨道的半径R=,物体与传送带之间的动摩擦因数为尸,不计物体滑过曲面与传送带交接处时的能量损失,传送带足够长,g=10m/s 2.求:(1)物体滑上传送带向左运动的最远距离;(2)物体第一次滑上传送带到离开传送带过程所经历的时间; (3)物体第一次滑上传送带到离开传送带过程物体与传送带之间所产生的内能; (4 )经过足够长时间之后物体能否停下来若能,请说明物体停下的位置;若不能,请并简述物体的运动规律.7、如图12所示,水平传送带的长度L=5m ,皮带轮的半径R=,皮带轮以角速度 顺时针匀速转动•现有一小物体(视为质点)以水平速度 V 0从A 点滑上传送带,越过 B 点后做平抛运动,其水平位移为 S 保持物体的初速度 V 0不变,多次改变皮带轮的角速度 ,依次测量水平位移 S,得到如图13所示的S — 图像.回答下列问题:(取g=10m/s 2)(1 )当0 10rad/s 时,物体在A 、B 之间做什么运动(2) B 端距地面的高度h 为多大(3)物块的初速度V 。
传送带类型1.如图3-1-3,水平传送带长为L=10m,以v0=4m/s的速度顺时针匀速转动,将一质量为m=1kg的小物体无初速释放在传送带的左端,小物体与传送带间动摩擦因数μ=0.1。
求物体运动到传送带右端所用时间图3-1-32.如图3-1-5所示,水平传送带长为L=14m,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=8m/s滑上传送带的左端,小物体与传送带间动摩擦因数μ=0.1。
求物体运动到传送带右端所用时间vv0图3-1-53.如图3-1-7所示,水平传送带长为L =10m ,以v 0=4m/s 的速度逆时针匀速转动,质量为m =1kg 的小物体以初速度v =3m/s 滑上传送带的左端,小物体与传送带间动摩擦因数μ=0.1。
求物体离开传送带时的速度大小。
4如图3-1-8所示,水平传送带长为L =10m ,以v 0=4m/s 的速度逆时针匀速转动,质量为m =1kg 的小物体以初速度v =6m/s 滑上传送带的左端,小物体与传送带间动摩擦因数μ=0.2。
求物体离开传送带时的速度大小和传送带之间的总的运动过程产生的相对位移。
(答案:4m/s ,25m)5.如图3-1-13所示,一水平传送带以速度v 1顺时针匀速传动,某时刻有一物块以水平速度v 2从右端滑上传送带,物块与传送带间的动摩擦因数为μA .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图3-1-7图3-1-8图3-1-136如图3-1-9所示,一传送带长L =16m,以v 0=10m/s 的速度逆时针匀速转动,传送带与水平方向的夹角θ=37°,将一小物体质量m =1kg,由传送带顶端静止释放,已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,求小物体由斜面顶端滑至底端所用时间(g =10m/s 2)1cos sin ma mg mg =+θμθ代入数据 21/10s m a = 当物体速度与传送带速度相等时110t a v v == s t 11=物体的位移L m at s <==521211,未运动到传送带底端。
专题:传送带模型习题(打印)专题:传送带模型如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v 1沿顺时针方向运动,一物体以水平速度v 2从右端滑上传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面,此时速率为v 2',则下列说法正确的是:A .若v 1<="" 2'=v="" 2,则v="" p="">B .若v 1> v 2,则v 2'=v 2C .不管v 2多大,总有v 2'=v 2D .只有v 1=v 2时,才有v 2'=v 2传送带上物体的运动学会分析传送带模型的常见情景,注意传送带模型中,多运动过程产生的原因是摩擦力的突变!从中体会运动和力的关系:一、水平放置的传送带【例题1】水平传送带A 、B 以v =2m/s 的速度匀速运动,如图所示,A 、B 相距10m ,一物体(可视为质点)从A 点由静止释放,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2.则物体从A沿传送带运动到B 所需的时间为多少?(g=10m/s 2)思考一:若本题中,传送带AB 的长度仅有0.5m ,则物体由A 到B 的总时间如何计算?思考二:还是刚才的传送带,现在提高传送带的运行速率,物体能较快地传送到B处.要让物体以最短的时间从A处传送到B处,说明并计算传送带的运行速率至少应为多大? 最短的时间是多少?【练习1】水平传送带以10m/s 速度向左运行,在A 端无初速度地放一质量为0.5kg 的物块,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,传送带上A 、B 相距12m ,则物块由A 运动到B需要多长时间?(g 取10m/s 2)【练习2】将一粉笔头轻放在以2m/s 的恒定速度运动的传送带上,传送带上留下一条长度为4m 的划线(粉笔头只要相对于传送带运动就能划线),求粉笔头与传送带间的动摩擦因数。
(g=10m/s 2)【例题2】:如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v 1沿顺时针方向运动,传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面,物体以恒定的速率v 2沿直线向左滑上传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面上,这时速率为,则下列说法正确的是A 、若v 1<="" p="">= v 1 B 、若v 1v 2,则= v 1 D 、若v 1> v 2,则= v 2【练习3】、一水平传送带两轮之间距离为20m ,以2m/s 的速度做匀速运动。
皮带轮专题1、主动轮带动皮带,皮带带动从动轮,从动轮阻碍皮带,皮带阻碍主动轮。
主动轮带动皮带,皮带带动从动轮,从动轮阻碍皮带,皮带阻碍主动轮。
不计皮带自重且不打滑,带上a,b,c张力___c_____处最大(两边拉) ,__a__________处次之,__b_______处最小(两边挤)。
2、如图所示,人与木块重分别为600N和400N,人与木块,木块与水平面间的动摩擦因素为0.2,绳与滑轮间摩擦不计,则当人用F=N的力拉绳,就可以使人与木块一起匀速运动,此时人与木块间相互作用的摩擦力大小为N,木块对水平面的摩擦力的大小为。
答案:(100,100 200)3、如图所示,皮带是水平的,当皮带不动时,为了使物体向右匀速运动而作用在物体上的水平拉力为F1当皮带向左运动时,为使物体向右匀速运动而作用在物体上的水平拉力为F2。
(A)A.F1=F2B.F1>F2C.F1<F2D.以上三种情况都在可能4.图3所示是健身用的“跑步机”示意图,质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上,运动员用力向蹬皮带,皮带运动过程中受到的阻力恒为f,使皮带以速度v匀速向后运动,则在运动过程中,下列说法正确的是(AD )A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力B.人对皮带不做功C.人对皮带做功的功率为mgvD.人对皮带做功的功率为fv图35.如图所示,两轮靠皮带传动,绷紧的皮带始终保持 3m/s 的速度水平地匀速运动.一质量为 1kg 的小物体无初速地放到皮带轮的A处,着物体与皮带的动摩擦因数 =0.2,AB间距为 5.25 m。
g取10m/s2。
(1)求物体从A到B所需时间?全过程中转化的内能有多少焦耳?(2)要使物体经 B 点后水平抛出,则皮带轮半径 R 不的超过多大?解:(1)小物体无初速放到皮带上,受到皮带的摩擦力作用向右作初速为零的匀加速直线运动。
f N mg μμ== 1分 /2a f m g μ=== m/s 2 1分 11/3/2 1.5v at t v a ====s 1分11/22 1.5 1.5/2 2.25s at ==⨯⨯=m 1分小物体从1.5 s 末开始以 3 m/s 的速度作匀速直线运动。
1: 如图所示,绷紧的传送带,始终以2 m/s 的速度匀速斜向上运行,传送带与水平方向间的夹角θ=30°。
现把质量为10 kg 的工件轻轻地放在传送带底端P 处,由传送带传送至顶端Q 处。
已知P 、Q 之间的距离为4 m ,工件与传送带间的动摩擦因数μ=32,取g =10 m/s 2。
(1)通过计算说明工件在传送带上做什么运动;(2)求工件从P 点运动到Q 点所用的时间。
[答案] (1)先匀加速运动0.8 m ,然后匀速运动3.2 m (2)2.4 s解析 (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:μmg cos θ-mg sin θ=ma 代入数值得:a =2.5 m/s 2则其速度达到传送带速度时发生的位移为 x 1=v 22a =222×2.5m =0.8 m<4 m 可见工件先匀加速运动0.8 m ,然后匀速运动3.2 m (2)匀加速时,由x 1=v 2t 1得t 1=0.8 s 匀速上升时t 2=x 2v =3.22s =1.6 s 所以工件从P 点运动到Q 点所用的时间为 t =t 1+t 2=2.4 s 2:如图,倾角为37°,长为l =16 m 的传送带,转动速度为v =10 m/s ,动摩擦因数μ=0.5,在传送带顶端A 处无初速度地释放一个质量为m =0.5 kg的物体.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g =10 m/s 2.求:(1)传送带顺时针转动时,物体从顶端A 滑到底端B 的时间;(2)传送带逆时针转动时,物体从顶端A 滑到底端B 的时间.答案 (1)4 s (2)2 s解析 (1)传送带顺时针转动时,物体相对传送带向下运动,则物体所受滑动摩擦力沿斜面向上,相对传送带向下匀加速运动,根据牛顿第二定律有mg (sin 37°-μcos 37°)=ma 则a =g sin 37°-μg cos 37°=2 m/s 2,根据l =12at 2得t =4 s. (2)传送带逆时针转动,当物体下滑速度小于传送带转动速度时,物体相对传送带向上运动,则物体所受滑动摩擦力沿传送带向下,设物体的加速度大小为a 1,由牛顿第二得,mg sin 37°+μmg cos 37°=ma 1则有a 1=mg sin 37°+μmg cos 37°m=10 m/s 2 设当物体运动速度等于传送带转动速度时经历的时间为t 1,位移为x 1,则有t 1=v a 1=1010 s =1 s ,x 1=12a 1t 21=5 m<l =16 m 当物体运动速度等于传送带速度瞬间,有mg sin 37°>μmg cos 37°,则下一时刻物体相对传送带向下运动,受到传送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送带转动速度时物体的加速度为a 2,则a 2=mg sin 37°-μmg cos 37°m=2 m/s 2 x 2=l -x 1=11 m 又因为x 2=vt 2+12a 2t 22,则有10t 2+t 22=11,解得:t 2=1 s(t 2=-11 s 舍去)所以t 总=t 1+t 2=2 s. 3.如图所示,足够长的传送带与水平面倾角θ=37°,以12m/s 的速率逆时针转动。
传送带专题训练1、如图5所示,足够长的水平传送带以恒定的速度V 1沿顺时针方向转动,传送带右端有一传送带等高的光滑平台,物体以速度V 2向左滑上传送带,经过一段时间后又返回到光滑平台上,此时物体速度为2V ' ,则下列说确的是( )A .若V 2>V 1,则2V '= V 1,B .若V 2<V 1,则2V '= V 2,C .无论V 2多大,总有2V '= V 2,D ·只有V 2=V 1时,才有2V '= V 12、如图所示,传输带与水平面间的倾角为θ=370,传送带以v=10m/s 的速度运行,在传送带上端A 处无初速地放上质量为m =0.5kg 的物体,它与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5,若传送带A 到B 的长度为S=16m ,求物体从A 运动到B 的时间为多少?(sin 37°=0.6, cos37°=0.8)3、如图所示,倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带,传送带正以6m/s 速度运动,运动方向如图所示。
一个质量为m 的物体(物体可以视为质点),从h =3.2m 高处由静止沿斜面下滑,物体经过A 点时,不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面,都不计其速率变化。
物体与传送带间的动摩擦因数为0.5 ,物体向左最多能滑到传送带左右两端AB 的中点处,重力加速度g =10m/s 2,则:(1) 物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间?(2) 传送带左右两端AB 间的距离L AB 为多少?(3) 如果将物体轻轻放在传送带左端的B 点,它沿斜面上滑的最大高度为多少?4.如图所示,一平直的传送带以速率v=2m /s 匀速运动,传送带把A 处的工件不断地运送到同一水平面上的B 处,A 、B 相距L=30m .从A 处把工件轻轻放到传送带上,经过时间t=20s 能传送到B 处.假设A 处每隔一定时间放上一工件,每小时运送工件7200个,每个工件的质量为m=2kg .求: (1)传送带上靠近B 端的相邻两工件的距离.(2)不计轮轴处的摩擦,求带动传送带的电动机的平均输出功率.5.图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B两端相距3m ,另一台倾斜,传送带与地面的倾角θ= 37°, C、D两端相距4.45m , B、C相距很近.水平部分AB以5m/s的速率顺时针转动.将质量为10 kg 的一袋大米放在A 端,到达B端后,速度大小不变地传到倾斜的CD部分,米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5.试求:(1)若CD部分传送带不运转,求米袋沿传送带所能上升的最大距离.(2)若要米袋能被送到D端,求CD部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C端到D端所用时间的取值围.6.如图所示,一水平方向的传送带以恒定速度v=2m/s沿顺时针方向匀速转动,传送带右端固定着一光滑的四分之一圆弧面轨道,并与弧面下端相切,一质量m=1kg的物体自圆弧面轨道的最高点由静止滑下,圆弧轨道的半径R=0.45m,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,不计物体滑过曲面与传送带交接处时的能量损失,传送带足够长,g=10m/s2.求:(1)物体滑上传送带向左运动的最远距离;(2)物体第一次滑上传送带到离开传送带过程所经历的时间;(3)物体第一次滑上传送带到离开传送带过程物体与传送带之间所产生的能;(4)经过足够长时间之后物体能否停下来?若能,请说明物体停下的位置;若不能,请并简述物体的运动规律.7、如图12所示,水平传送带的长度L=5m,皮带轮的半径R=0.1m,皮带轮以角速度ω顺时针匀速转动.现有一小物体(视为质点)以水平速度v0从A点滑上传送带,越过B点后做平抛运动,其水平位移为S.保持物体的初速度v0不变,多次改变皮带轮的角速度ω,依次测量水平位移S,得到如图13所示的S—ω图像.回答下列问题:(取g=10m/s2)(1)当010ω<<rad/s时,物体在A、B之间做什么运动?(2)B端距地面的高度h为多大?(3)物块的初速度v0多大?图12v图13ω/radS/318、如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角θ=300,皮带在电动机的带动下,始终保持V0=2m/s的速度运行。
现把一质量为m=10kg的工件(可视为质点)轻轻放在皮带的底端,经时间1.9s,工件被传送到h=1.5m的高处,取g=10m/s2。
求(1)工件与皮带间的动摩擦因数(2)电动机由于传送工件多消耗的电能9.如图所示,线圈工件加工车间的传送带不停地水平传送长为L,质量为m,电阻为R的正方形线圈。
在传送带的左端,线圈无初速地放在以恒定速度v匀速运动的传送带上,经过一段时间,达到与传送带相同的速度v 后,线圈与传送带始终保持相对静止,并通过一磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。
已知线圈匀速运动时,每两个线圈间保持距离L不变,匀强磁场的宽度为2L。
求:(1)每个线圈通过磁场区域产生的热量Q;(2)在某个线圈加速的过程中该线圈通过的距离s1和在这段时间里传送带通过的距离s2之比;(3)传送带每传送一个线圈其电动机所消耗的电能E(不考虑电动机自身的能耗);(4)传送带传送线圈的总功率P。
1、AB2、解:若传送带顺时针方向转动时,则物体向下作匀加速运动,有221sin 37cos37100.60.5100.8/10/o o a g g m s m s μ=+=⨯+⨯⨯=物体加速到10m/s 的时间为 1110110v t s s a === 此段时间物体下滑的距离为 211111101522S a t m m ==⨯⨯= 因 tan 37oμ< ,可知此后物体一直向下作加速运动,有222sin 37cos37100.60.5100.8/2/o o a g g m s m s μ=-=⨯-⨯⨯=又 2122212S S vt a t -=+(2分) 解得 21t s = 则物体从A 到B 的时间为 12112t t t s s =+=+=若传送带逆时针方向转动时,则物体一直向下作匀加速运动,有223sin 37cos37100.60.5100.8/2/o o a g g m s m s μ=-=⨯-⨯⨯=又由 2312S a t =得4t s === 因此物体从A 运动到B 的时间为2s 或4s 3、(1)对物体在斜面上运动,有 sin mg maθ=21sin 2h at θ= 得1.6s t == (2)对物体从开始运动到传送带AB 的中点处,由动能定理,有02Lmgh mgμ-= 得 12.8m L = (3)对物体从传送带的B 点到与传送带共速,由动能定理,有212mgs mv μ= 得 3.6m<L s =知物体在到达A 点前速度与传送带相等。
又对物体从A 点到斜面最高点,由动能定理,有212mv mgh '= 得 1.8m h '=4.(1)设运送工件时间间隔为T 36000.57200T s == 相邻两工件距离: 1L v Tm =⋅=(2)21()2n mv Q P t+=设工件位移为1s ,当常位移为2s ,(达共同速度时)1'2v s t =⋅2's v t =⋅ 212s s = 211s s s s ∆=-=2112f s mv ⋅=212Q f s mv =⋅∆=16P w =5.⑴米袋在AB 上加速时的加速度205m/s mga ==g=mμμ (1分)米袋的速度达到05m/s =v 时,滑行的距离20002.5m 3m 2s ==<AB=a v ,因此米袋在到达B点之前就有了与传送带相同的速度 (2分)设米袋在CD 上运动的加速度大小为a ,由牛顿第二定律得sin cos mg +mg =ma θμθ (1分)代入数据得 210m/s a= (1分)所以能滑上的最大距离 201.25m 2s==av (1分) ⑵设CD 部分运转速度为1v 时米袋恰能到达D 点(即米袋到达D 点时速度恰好为零),则米袋速度减为1v 之前的加速度为()21sin cos 10m/s a =-g +=-θμθ (1分)米袋速度小于1v 至减为零前的加速度为()22sin cos 2m/s a =-g -=-θμθ (1分)由222101120 4.45m 22--+=a a v v v (2分)解得 14m/s =v ,即要把米袋送到D 点,CD 部分的速度14m/s CD =v v ≥ (1分)米袋恰能运到D 点所用时间最长为 101max 120 2.1s --t =+=a a v v v (1分) 若CD 部分传送带的速度较大,使米袋沿CD 上滑时所受摩擦力一直沿皮带向上,则所用时间最短,此种情况米袋加速度一直为2a 。
由20max 2max max 11.16s 2CD s =t +a t t =v ,得 (1分) 所以,所求的时间t 的围为 1.16s 2.1s t ≤≤ (1分)6.解析:(1)沿圆弧轨道下滑过程中 212mgR mv /=得13m/s v =(2分)物体在传送带上运动的加速度2μ2m/s a g ==(2分) 向左滑动的最大距离212225m s v /a .== (1分)(2)物体在传送带上向左运动的时间113215s t v /a /.=== (1分) 物体向右运动速度达到v 时,已向右移动的距离2121m s v /a ==(1分) 所用时间2221s t v /a /=== (1分) 匀速运动的时间130625s s s t .v-==(1分) 12315106253125s t t t t ...=++=++=(1分)(3)物体与传送带之间所产生的能[]121()+(-)11002625125(J)E mg s vt vt s ...∆=μ+=⨯⨯⨯= (3分)(4)不能(1分);物块在传送带和圆弧轨道上作周期性的往复运动(2分)7、解:(1)物体的水平位移相同,说明物体离开B 点的速度相同,物体的速度大于皮带的速度,一直做匀减速运动。
(2)当ω=10rad/s 时,物体经过B 点的速度为 1/B v R m s ω== 平抛运动:212B s v t h gt == 解得 t =1s h =5m(3)当ω>30rad/s 时,水平位移不变,说明物体在AB 之间一直加速,其末速度3/B sv m s t'==当0≤ω≤10rad/s 时,有 2202B gL v v μ=- 当ω≥30rad/s 时,有 2202B gL v v μ=-,解得 05/v m s = 8、解:(1)设工件先匀加速再匀速,有)(230sin 1100t t v t v ho -+= 解得匀加速时间为t 1=0.8s 匀加速加速度为21/5.2s m t v a ==又对工件,由牛顿第二定律,有 μmgcos θ-mgsin θ=ma 解得 23=μ(2)工件在匀加速时间皮带的位移为 s 皮= v 0 t 1=1.6m工件匀加速位移 m t v S 8.02101==工件相对皮带位移 s 相= s 皮-s 1=0.8m 摩擦生热 Q=μmgcos θs 相=60J 工件获得动能 J mv E o k 20212==工件增加势能 E p =mgh=150J电动机多消耗的电能 E=Q+E k +E p =230J。