滑块、传送带模型分析（带答案).docx

1 .如图3313所示.在光滑水平面上有一质量为的足够长的木板.其上叠放一质量为他的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.现给木块施产21AFmI加一随时间七增大的水平力尸=t（是常数）”木板和木块加速度的大小分别为己和分以下反映各和戈变化的图线中正确的选项是（）.2 .如图337所示.足够长的传送带与水平面夹角为.以速度Ub逆时针匀速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为勿的小木块.小木块与传送带间的动摩擦因数<tan.则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是（）.口m3 .如图338甲所示.绷紧的水平,传送带始终以恒,定速率H运行.初J（¾×jy速度大小为吸的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的4处滑上/传送带.假设从小物块滑上传送带开场计时.小物块在传送带上运动的/一七图像（以地面为参考系）如图3321乙所示.QH.则（）.图3-3-8A.&时刻.小物块离4处的距离到达最大B.22时刻.小物块相对传送带滑动的距离到达最大C.O&时间内.小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D.。23时间内.小物块始终受到大小不变的摩擦力作用4.外表粗糙的传送带静止时，物块由顶端A从静止开场滑到皮带底端B用的时间是t,则（）A.当皮带向上运动时，物块由A滑到B的时间一定大于tB.当皮带向上运动时，物块由A滑到B的时间一定等于tC.当皮带向下运动时，物块由A滑到B的时间一定等于tD.当皮带向下运动时，物块由A滑到B的时间一定小于t5.如图是一条足够长的浅色水平传送带在自左向右匀速运行。现将一个木炭包无初速地放在传送带的最左端.木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹。以下说法中正确的选项是（JA.黑色的径迹将出现在木炭包的左侧yB.木炭包的质量越大.径迹的长度越短左CC.传送带运动的速度越大.径迹的长度越短>D.木炭包与传送带间动摩擦因数越大.径迹的长度越短6 .、如以以下列图.水平传送带上48两端点相距x=4m.传送带以=2ms的速度（始终保持不变）顺时针运转.今将一小煤块（可视为质点）无初速度地轻放至4点处.小煤块与传送带间的动摩擦国数为04.g取10ms2.由于小煤块与传送带之间有相对滑动.会在传送带上留下划痕.在小煤块从4运动到8的过程中（）A.所用时间是啦sB.所用时间是2.25sC.划痕长度是4mD.划痕长度是0.5m7 .如以以下列图.一粗糙的水平传送带以恒定的速度-沿顺时针方向运动.传送带的左、右两端皆有一与传送带等高的光滑水平面.一物体以恒定的速率上沿水平面分别从左、右两端滑上传送带.以下说法正确的选项是A.物体从右端滑到左端所需的时间一定大于物体从左端滑到右端的时间8 .假设以V人物体从左端滑上传送带必然先做加速运动.再做匀速运动C.假设也%.物体从右端滑上传送带.则物体可能到达左端D.假设%物体可能从右端滑上传送带又回到右端.在此过程中物体先做减速运动再做加速运动.如以以下列图.传送带的水平局部长为乙运动速率恒为在其左端放上一无初速的小木块.假设木块与传送带间的动摩擦因数为.则木块从左到右的运动时间不可能为）1.o2Ln2LnLVA.B.C.JD.-VVYgu2g8 .如图（甲）所示.静止在光滑水平面上的长木板8（长木板足够长）的左端静止放着小物块A.某时刻受到水平向右的外力厂作用.尸随时间亡的变化规律如图（乙）所示.即尸=七其中k为常数.设物体48之间的滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力f且48的质量相等.则以下可以定性描述长木板速度时间图象的是（）9 .如图甲所示.光滑水平面上.木板加向左匀速运动.t=0时刻.木块从木板的左端向右以与木板一样大小的速度滑上木板.a时刻.木块和木板相对静止.共同向左匀速运动.以力和台表示木板的速度和加速度.以k和我表示木块的速度和加速度.以向左为正方向.则图乙中正确的选项是（）11、如以以下列图为上、下两端相距L=5m、倾角=30°、始终以v=3m/s的速率顺时针转动的传送带（传送带始终绷紧）.将一物体放在传送带的上端由符止释放滑下.经过t=2s到达下端.重力加速度g取10ms2.求：（1）传送带与物体间的动摩擦因数多大如果将传送带逆时针转动.速率至少多大时.物体从传送带上端由静止释放能最快地到达下端12.地面高为h=1.25m.在水平面上向右做直线运动.A、B是其左右两个端点.某时刻小车速度为v=7.2ms.在此时刻对平板车施加一个方向水平向左的恒力F=50N.与此同时.将一个质量m=1kg的小球轻放在平板车上的P点小球可视为质点.放在P点时相对于地面的速度IPB-为零.3.经过一段时间.小球脱离平板车落到地面.车与地面的动摩擦因数为0.2.其他摩擦均不计.取g=10ms2.求：（1小球从离开平板车开场至落到地面所用的时间；2小球从轻放到平板车开场至离开平板车所用的时间；3从小球轻放上平板车到落地瞬间.平板车的位移大小.PACB1、如以以下列图.质量为m的木块在质量为附的长木板上向右滑行.木块受到向右的拉力厂的作用.长木板处于静止状态.木块与长木板间的动摩擦因数为小.长木板与地面间的动摩擦因数为2.则（）-FA.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是Img-ED一/ZzzzzzzzzzzzzzzzZ/B.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是z（m+的gC.当QazGtt+的g时.长木板便会开场运动D.无论若何改变尸的大小.长木板都不可能运动解析：木块受到的滑动摩擦力大小为mg.由牛顿第三定律.长木板受到勿对它的摩擦力大小也是小侬.对长木板使用平衡条件得地面对长木板的方争摩擦力为2侬A正确.改变尸的大小.木块m受到的滑动摩擦力不会发生变化.长木板受力不变.D正确.答案：AD2、如图18所示.某工厂用水平传送带传送零件.设两轮子圆心的距离为S.传送带与零件间的动摩擦因数为U.传送带的速度恒为V.在P点轻放一质量为m的零件.并使被传送到右边的Q处。设零件运动的后一段与传送带之间无滑动.则传送所需时间为.摩擦力对零件做功为.分析与解：刚放在传送带上的零件,起初有个靠滑动摩擦力加速的过程.当速度增加到与传送带速度一样时.物体与传送带间无相对运动.摩擦力大小由f=mg突变为零.此后以速度V走完余下距离。由于f=Umg=ma,所以a=ug.加速时间加速位移C12通过余下距离所用时间，S5ISYS'2at'57gV77共用时间，SV摩擦力对零件做功WLW2r,27T723.如图7所示.一质量为/77=2kg的滑块从半径为R=O.2m的光滑四分之一圆弧轨道的顶端A处由静止滑下J点和圆弧对应的圆心0点等高.圆弧的底端8与水平传送带平滑相接.传送带匀速运行的速度为=4ms.8点到传送带右端C点的距离为2=2m.当滑块滑到传送带的右端。时.其速度恰好与传送带的速度一样.(L10m/s?).求：滑块到达底端8时对轨道的压力；滑块与传送带间的动摩擦因数；(3)此过程中.由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量Q答案(1)60N.方向竖直向下(2)0.3(3)4J解析(1)滑块由A到8的过程中.由机械能守恒定律得：mgR=2Wo物体在8点.由牛顿第二定律得：自一小吐加宗2)由两式得：F=6QNK由牛顿第三定律得滑块到达底端8时对轨道的压力大小为60N.方向竖直向下.解法一：滑块在从8到C运动过程中.由牛顿第二定律得：侬=侬由运动学公式得：-vB=2aL®由三式得：=0.3解法二：滑块在从4到C整个运动过程中.由动能定理得：砥#+侬£=%;谥-0解得：=0.3(3)滑块在从8到C运动过程中.设运动时间为t由运动学公式得：KI=Is+a您产生的热量：Q=mg(vot-L)由得：Q=4J.4 .如图9所示.绷紧的传送带与水平面的夹角6=30°.皮带在电动机的带动下.V；=2m/s的速率运行.现把一质量为/77=10kg的工件(可看做质点)轻轻放在皮带过时间t=1.9s.工件被传送到力=1.5m的高处.取尸10m/s2.求：(1)工件与传送带间的动摩擦因数；(2)电动机由于传送工件多消耗的电能.解析(1)由题图可知.皮带长X=.'口=3m.工件速度到达SO前.做匀加速运动的位sIn移Xl=Vt=t匀速运动的位移为xXi=Vot-t)解得加速运动的时间t=0.8S加速运动的位移必=0.8m.所以加速度a=T=2.5ms2*1由牛顿第二定律有：mgcos-mgs'n8=侬.解得(2)根据能量守恒的现点.显然也动机多消耗的电能用于增加工件的动能、势能以及抑制传送带与工件之间发生相对位移时摩擦力做功产生的热量.在时间t内.皮带运动的位移Xlt=kbt=1.6m,工件相对皮带的位移XM=X皮一1=0.8m摩擦产生的热量2/73gcosBx拈=60J,工件获得的动能E=/伉=20J工件增加的势能W=ngh=150J,电动机多消耗的电能0+6+6=230J.答案(1)乎(2)230J5 .如图10所示.质量为小的物体在水平传送带上由耨止释放.口传送带由电动机带动.始终保持以速度。匀速运动.物体与传送带间的Q)一"C动摩擦因数为.物体在滑下传送带之前能保持与传送带相对静止.图10对于物体从静止释放到与传送带相对静止这一过程.以下说法中正确的选项是()A.电动机多做的功为:加，B.物体在传送带上的划痕长上2gC.传送带抑制摩擦力做的功为:/7zD.电动机增加的功率为UmgV答案D解析小物块与传送带相对静止之前.物体做匀加速运动.由运动学公式知X妹=彳t.传送带做匀速运动.由运动学公式知X伶=".对物块根据动能定理侬TnA摩擦产生的热量O=mg×=Umg(X代一xG.四式联立得摩擦产生的热量Q=mv.根据能量守恒定律.电动机多做的功一局部转化为物块的动能.一局部转化为热量.故电动机多做的功等2于制AA项错误；物体在传送带上的划痕长等于X传一X拘=x%=7-B项错误；传送带2g抑制摩擦力做的功为UmgX椅=2UmgX加=md.C项错误；电动机增加的功率也就是电动机抑制摩擦力做功的功率为mgv.D项正确.6 .如图14所示.倾斜的传送带始终以恒定速率收运动.一小物块以H的初速度冲上传送带.小物块从A到8的过程中一直做减速运动.则()A.小物块到达8端的速度可能等于心B.小物块到达8端的速度不可能等于零C.，媛彳:块的机械能一直在减少D.小物块所受合力一直在做负功O/答案AD解析小物块一直做减速运动.到8点时速度为小于的任何值.故A正确B错误.当小物块与传送带共速后.如果继续向上运动.摩擦力将对小物块做正功.机械能将增加.故C错误.ImE<0.D正确.7 .一个平板小车置于光滑水平面上.其右端恰好和一个!光滑圆弧轨道48的底端等J,4IbJ如图9所示.小车质量M=2kg.小车足够长.圆弧轨道半径/?=0.8m.现将一质量加、上氢、.的小滑块.由轨道顶端4点无初速度释放.滑块滑到8端后冲上小车.滑块与小车上外表间的动摩擦因数=0.2.(取g=10m/s?)试求：滑块到达8端时.对轨道的压力大小；小车运动2S时.小车右端距轨道8端的距离；滑块与车面间由于摩擦而产生的内能.答案(1)15N(2)0.96m(3)3.2J解析(1)滑块从力端下滑到8端时速度大小为%由动能定理得何新=；m谥¼)=4m/s在8点对滑块由牛顿第二定律得Fu-mg=解得轨道对滑块的支持力&=3侬=15N由牛顿第三定律得.滑块对轨道的压力大小=15N(2)滑块滑上小车后.由牛顿第二定律对滑块：一睢=ma.得a=-2m/s?对小车：侬=%;.得&=0.5m/s?设经时间之后两者到达共同速度.则有以+aY=at解得t=1.6s由于t=1.6s<2s.故1.6s后小车和滑块一起匀速运动.速度/=ftt=0.8m/s因此.2S时小车右端距软道8端的距离为x=；aH+v(2-t)=0.96m%+VV(3)滑块相对小车滑动的距离为Ax=Wt-t=3.2m所以产生的内能用侬4x=3.2J传送带对小物体做的功；(2)电动机做的功。15.电机带动水平传送带以速度V匀速转动.一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上.假设小木块与传送带之间的动摩擦因数为.如以以下列图.当小木块与传送带相对静止时.求：(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；m(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程产生的摩擦热：/(5)包机带动传送带匀速转动输出的总能量.QO解析木块刚放上.速度为零.必然受到传送带的滑动摩擦力作用.做匀加速直线运动.到达与传送带一样速度后不再相对滑动.整个过程中木块获得一定的动能.系统要产生摩擦热.对小木块.相对滑动时.由ma=侬得加速度a=g.由=at得.到达相对静止所用时间工.(1)小木块的位移Si=2a2g(2)传送带始终匀速运动.路程S2=Vt=-11(3)小木块获得的动能6=,m这一问也可用动能定理解：IimgS、=&叔Z=-W.(4)产生的摩擦热O=Umg(SLs)注意.这里凑巧但不是所有的问题都这样.(5)由能的转化与守恒得,电机输出的总能量转化为小木块的动能与摩擦热.所以fz=6+k.JJ11答案(1)"；-(2)(3)-W(4)-n/(5)m/2gg22总结：利用6>=后场进展热量0的计算时,关键是对相对路程S“凶的理解.例如：如果两物体同向运动.s“H为两物体对地位移大小之差：如果两物体反向运动,s成为两物体对地位移大小之和：如果一个物体相对另一个物体往复运动.则SWH为两物体相对滑行路径的总长度.如图5所示.足够长的传送带以恒定速率顺时针运行.将一个物体轻轻放在传送带底端.第一阶段物体被加速到与传送带具有一样的速度.第二阶段与传送带相对静止.匀速运动到达传送带顶端.以下说法中正确的选项是()口A.第一阶段摩擦力对物体做正功.第二阶段摩擦力对物体不做功O一，B.第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加C.第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加量D.物体从底端到顶端全过程机械能的增加量等于全过程物体与传送带间的摩擦生热答案C解析第一阶段摩擦力对物体做正功.第二阶段摩擦力对物体仍做正功.选项A错误；第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量和重力势能的增加量.选项B错误；第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加量.选项C正确；物体从底端到顶端全过程机械能的增加量大于全过程物体与传送带间的摩擦生热.选项D错误.例3如图6所示.质量为加的物体在水平传送带上由静止释放.传送带由电动机带动.始终保持以速度。匀速运动.物体与传送带间的动摩擦因数为.物体在滑下传送带之前能保持与传送带相对静止.对于物体从静止释放到与传送带相对静止这一过程.以下说法中正确的选项是()A.电动机多做的功为：勿Jb.物体在传送带上的划痕长，-2gC.传送带抑制摩擦力做的功为:m.电动机增加的功率为mgv解析物体与传送带相对静止之前.物体做句加速运动.由运动学公式知x*=1t.传送带做匀速运动.由运动学公式知X=vt.对物体根据动能定理UmgXw=n寸.摩擦产生的热量Q=UmgXZM=Umg(X林一*).四式联立得摩擦产生的热量Q=.根据能量守恒定律.电动机多做的功一局部转化为物体的动能.一局部转化为热量.故电动机多做的功等于mdA项错误；物体在传送带上的划痕长等于Xtt-X2奶=x*=；7B项错误；传送带抑制摩擦力做的功为砥*停=2侬X协=.C项错误；电动机增加2的功率也就是电动机抑制摩擦力做功的功率为侬vD项正确.答案D25.如图10所示.水平传送带由电动机带动.并始终保持以速度V匀速运动.现将质量为m的某物块由静止释放在传送带上的左端.过一会儿物块能保持与传送带相对静止.设物块与传送带间的动摩擦因数为.对于这一过程.以下说法错误的选项是()A.摩擦力对物块做的功为0.5B.物块对传送带做功为0.5勿/C.系统摩擦生热为0.5m，D.电动机多做的功为勿/解析：对物块运用动能定理.摩擦力做的功等于物块动能的增加.即0.5m故A正确：传送带的位移是物块位移的两倍.所以物块对传送带做功是摩擦力对物块做功的两倍.物块对传送带做负功.即一m/.故B错；电动机多做的功就是抑制传送带的摩擦力做的功.也为m/.故D正确；系统摩擦生热等于摩擦力与相对位移的乘积.故C正确。答案:B例1、一质量为雁长木板静止在光滑水平桌面上.一质量为"的小滑块以水平速度向从长木板的一端开场在木板上滑动.直到离开木板.滑块刚离开木板时的速度为/3.假设把该木板固定在水平桌面上.其它条件一样.求滑块离开木板时的速度匕例2、一块质量为MK为L的长木板.静止在光滑水平桌面上.一个质量为加的小滑块以水平速度从长木板的一端开场在木板上滑动.直到离开木板.滑块刚离开木板时的速度为i/h假设把此木板固定在水平桌面上.其他条件一VO：,4I样.求：IMI1求滑块离开木板时的速度匕2假设滑块和木板之间的动摩擦因数为.求木板的长度.例3、如以以下列图.光滑的曲面轨道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小车的上外表相平.质量为/77的小滑块从光滑轨道上某处由静止开场滑下并滑下平板小车.使得小车在光滑水平面上滑动.小滑块从光滑轨道上高度为，的位置由静止开场滑下.最终停到板面上的。点.假设平板小车的质量为3m.用g表示本地的重力加速度大小.求：1)小滑块到达轨道底端时的速度大小外：2小滑块滑上小车后.平板小车可到达的最大速度Vy3该过程系统产生的总热量Q.例4、如以以下列图.一质量为M长为/的长方形木板8放在光滑的水平地面上.在其右端放一质量为m的小木块4欣席.现以地面为参照系.给力和8以大小相等、方向相反的初速度如图.使彳开场向左运动、8开场向右运动.但最后力刚好没有滑离木板.以地面为参考系.1假设/和8的初速度大小为¼).求它们最后的速度的大小和方向；VOVO2假设初速度的大小未知.求小木块彳向左运动到达的最远处从地面上看离出发点的距离.B例5、如以以下列图.长木板数的6端固定一挡板.木板连同档板的质量为M=t.0kg.间距离s=Q.0m.木板位于光滑水平面上.在木板a端有一小物块.其质量为1.0kg.小物块与木板间的动摩擦因数=Q.10.它们都处于静止状态.现令小物块以初速u=4.0ms沿木板向前滑动.直到和挡板相碰.碰撞后.小物块恰好回到a端而不脱离木板.求碰撞过程中损失的机械能.例1：【答案】等例2.【答案】1区Jl则；2一-(12)5VM25gM例3：【答案】1777:23ImgH例4.【答案】1竺_竺%.方向向右：2丝2/Mm4M例5.【答案】2.4J解析：设木块和物块最后共同的速度为匕由动量守恒定律得wv0(mM)v设全过程损失的机械能为£则EJnM-(m)v2用$表示从物块开场运动到碰撞前瞬间木板的位移.利表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功.用例表示同样时间内摩擦力对物块所做的功.用S2表示从碰撞后瞬间到物块回到a端时木板的位移.秘表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功.用也表示同样时间内摩擦力对物块所做的功.用表示在全过程中摩擦力做的总功.则修二mgsl历=mgS)册=mgs2也=Wg(S2s)郁=用+叫+用+用用后表示在碰撞过程中损失的机械能.则EyE-W由式解得代入数据得E=2.4J