传送带问题专练.docx

《传送带问题专练.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传送带问题专练.docx（23页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、传送带专练台前县第一高级中学刘庆出(一)水平传送带问题1 .清晰传送带的转动方向2 .清晰VW与Vm的关系1.如图所示项量为m的物体从高传送带高为H处沿光滑圆弧轨道下滑,水平进入长为1.的除止的传送带.之后落在水平地面的Q点.已知物体与传送带间的动摩擦因数为儿则当传送带转动时,物体仍以上述方式滑下,将落在Q点的左边还是右边？解析物体从P点落卜.,设水平进入传送带的速度为V。,则由机械能守恒定律得I1.1.gH=h2(1)当传送带静止时,分析物体在传送带上的受网本做匀减速运动,a=mg/m=g.物体离开传送带时的速度为vt=mFM,随后做平抛运动而落在Q点.当传送带逆时针方向转动时,物体的受力状

2、况与传送带静止时相同,因而物体离开传送带时的速度仍为v1=斤荻，随后做平抛运动而仍落在Q点.(当/V2g1.时，物体将不能滑出传送带而被传送带送回,明显不符合题意,今去.)(3)当传送带顺时针转动时,可能出现五种状况：当传送带的速度V体较大时,Vftg+2M则分析物体在传送带上的受力可知,物体始终做匀加速运动,离开传送带时的速度为V=师+2迎v.-(12+2网.因而将落在Q点的右边.当传送带的速度V带较小时,rV历不匚则分析物体在传送带上的受力可知,物体始终做匀减速运动,离开传送带时的速度为Vt=府不Z,因而仍将落在Q点.当传送带的速度向Vv”V斤薪Z,则分析物体在传送带上的受力可知,物体将在

3、传送带上先做匀加速运动,后做匀速运动，离开传送带时的速度v,y01-21.,因而将落在Q点右边.当传送带的速度/防7ve血匚薪Z时,则分析物体在传送带上的受力可知,物体将在传送带上先做匀减速运动,后做匀速运动，离开传送带时的速度v,4-2如因而将落在Q点右边.当传送带的速度V产、酶时,则物体在传送带上不受摩擦力的作用而做匀速运动,故将落在Q点的右边.综上所述:当传送带的速度vw加_2班时,物体仍落在Q点;当传送带的速度V件2时,物体将落在Q点的右边.2.传送带以V,的速度匀速运动,物体以V2的速度清上传送带,物体速度方向与传送带运行方向相反,如图所示.已知传送带长度为1.,物体与传送带之间的动

4、摩擦因数为4则以下推断正确的是（）A.当V2、1.满意肯定条件时,物体可以从A端离开传送带.且物体在传送带上运动的时间与无关B.当V2、乙满意肯定条件时,物体可以从B端离开传送带，且物体高开传送带时的速度可能大于V1C当V2、1.满意肯定条件时,物体可以从B端离开传送带，且物体离开传送带时的速度可能等丁V1.D.当V2、V、I满意肯定条件时,物体可以从B端离开传送带，且物体离开传送带时的速度可能小于V1解析物体在传送带上受摩擦力向右,物体首先向左做减速运动，当Y2g1.时,物体从A端离开传送带,且所用时间tV2,则V2=V2C.不管V2多大.总有v/=V2D.只有V1.=V2时,才有丫2=VJ

5、V2解析设物体的质量为m.物体与传送带之间的滑动摩擦力大小为Ff,物体相对传送带滑动的加速度大小为”物体在传送带上滑动,则有E=ma,物体在传送带上向左滑动的位移为:X=.速度减为零后,在滑动摩擦力的作用下起先向右匀加速运动,加速度大小仍为a,若VV2,滑到传送带右端时的速度大小为:V22G,比较可以得出，V2=V2V；若WVV2,物体还没有运动到传送带的右端,速度就和传送带的速度相同,物体与传送带之间不再存在摩擦力,物体随传送带一起匀速运动,V2,=VV2.正确选项为A、B.答案AB4.如图6所示,质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上,物体距传送带左端距离为1.,稳定时绳与水平方向的

6、夹角为%当传送带分别以V,.V?的速度做逆时针转动时（V1.VV2）,绳中的拉力分别为F、R;若剪断细绳时,物体到达左端的时间分别为51则下列说法正确的是（）A.FF2B.R=RC.3肯定大于t2D.t可能等于t2解析无论传送带速度是否相同,物体均静止,故受力状况相同，%=%故A钳,B对;假如物体两次到达左端时速度均小于传送带的速度，则1.=以故CW1D对.答案BD06陕西调研5.（16分）如图所示，皮带始终保持v=3ms的速度顺时针运转，一个质量为m=1.0kg,初速度为零的小物体放在传送带的左端，若物体与传送带之间的动摩擦因数为，尸0.15,传送带左右两端的距离s=4.5m.(g=10ms

7、a)(1)求物体从左端运动到右端的时间.(2)设皮带轮由电动机带动，求物体在皮带上从左端运动到右端消耗的电能。(厂F解：.(1)起先时物体做初速度为零的加速度运动，设物体速度达到y=3ms,经过的位移为S,时间为GS=；a=用代入数据解得s1=3m4.5m,t=2s因此2S后物体与传送带-起匀速直线运动，历经时间为Gtz=巴=0.5sV.,.t-t+上=2.5s(2)加速过程摩擦力做功为：物=MwSh=W/(Mf)=4.5J转化为内能物体动能的增加量为：A耳=mvj=4.5J消耗的电能为：E=f1.=IVz=9J06.在民航和火车站可以看到用于对行李进行平安检查的水平传送带。当旅客把行李放到传

8、送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李起先做匀加速运动。随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进。设传送带匀速前进的速度为0.25s,把质量为5kg的木箱静止放到传送带上，由于滑动摩擦力的作用，木箱以6ms2的加速度前进，那么这个木箱放在传送带上后，传送带上将留下一段多长的摩擦痕迹？【审题】传送带上留下的摩擦痕迹，就是行李在传送带上滑动过程中留下的，行李做初速为零的匀加速直线运动，传送带始终匀速运动，因此行李刚起先时跟不上传送带的运动。当行李的速度增加到和传送带相同时，不再相对滑动，所以要求的摩擦痕迹的长度就是在行李加速到()25ms的过程中，传送带比行李多运动的距离.解法一：行李加速到0

9、25ms所用的时间:V110.25t=6=0.042s行李的位移：-r2-6(0.042)*wX行李=2=2=0.0053m传送带的位移：X传送带=VOt=0.250.042m=0.0105m摩擦痕迹的长度：,v=MG1.Sfe-xht=0.0052mSnim解法二：以匀速前进的传送带作为参考系.设传送带水平向右运动。木箱刚放在传送带上时，相对于传送带的速度v=0.25ms,方向水平向左。木箱受到水平向右的摩擦力F的作用，做减速运动，速度减为零时，与传送带保持相对静止。木箱做减速运动的加速度的大小为a=6ms2木箱做减速运动到速度为零所通过的路程为a=，“m=().(X)52m5nm2a2x6

10、即留卜5mm长的摩擦痕迹。【总结】分析清晰行李和传送带的运动状况，相对运动通过速度位移关系是解决该类问题的关键.7.一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4起先运动，当其速度达到V。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.求此黑色痕迹的长度.【审题】本题难度较大，传送带起先阶段也做匀加速运动r,后来又改为匀速，物体的运动状况则受传送带的运动状况制约，由题意可知，只有Ugua.才能相对传送带滑动,否则物体将与传送带始终相对静止。因此该题的

11、重点应在对物体相对运动的倩比分析、相对位移的求解上，须要较高的分析综合实力。方法一：依据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度a小于传送带的加速度aO。依据牛顿运动定律，可得设经验时间t,传送带由静止起先加速到速度等于VO,煤块则由静止加速到V,有v=ajv=af由于aa0,故-s由以上各式得一2仆【小给】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：传送带由静止起先加速到速度v,设经验时间为t,煤块加速到V,有V。二%V=4=用/传送带和煤块的位移分别为S1.和s2,其次阶段：煤块接着加速到v,设经验时间为r,有v=

12、v+传送带和煤块的位移分别为S3和s4,有&=犷2+海传送带上留下的黑色痕迹的长度/=$1+$3一$2一64fy(an。可以平衡1.如图2-13所示，倾角为37的传送带以Ws的速度沿图示方向匀速运动。已知传送带的上、下两端间的距寓为1.=7m现将一质=n=0.4kg的小木块放到传送带的顶端，使它从静止起先沿传送带下滑，已知木块与传送带间的动摩擦因数为=0.25,g=10ms2.求木块滑究竟的过程中，摩擦力对木块做的功以及生的热各是多少？【审题】该题目要分成两段考虑，第一段：木块的速度vY。这一阶段木块相对于传送带向后运动，受到的摩擦力方向向前，合外力沿斜面对前：其次段：木块的速度O这一阶段木块

13、相对于传送带向前运动，受到的摩擦力方向向后，合外力仍沿斜面对前。【解析】刚起先时，合力的大小为F合1.=mgsin370+mgcos37o,由牛顿其次定律，加速度大小.a1.=m=8ms2.V1.)该过程所用时间t1.=rt=0.5s,位移大小s1.=2f1.=Imo二者速度大小相同后，合力的大小为F合2=mgsin37omgcos37o,尸令2加速度大小a2=4ms2,位移大小s2=1.-s1.=6m,-a.t,2所用时间s2=vt22-得：t2=1.s0(另一个解t2=-3s舍去)摩擦力所做的功W=mgcos37o(s1.-s2)=-4.0J,全过程中生的热Q=f-s相对=mgcos37o

14、(vt1.-s1.)+(s2-vt2)=0.8NX311=2.4Jo【总结】该题目的关键在于分析清晰物理过程，分成两段处理，正确分析物体受力状况,求出物体和传送带的位移，以及物体和传送带间的相对位移。2.一传送中传送带经过带装置示意如图214,其D今AB区域时是水平的，经过图214BC区域时变为圆弧形（IB弧由光滑模板形成，未画出），经过CD区域时是做斜的，AB和CD都与BC相切。现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速为零，经传送带运输到D处，D和A的高度差为h.稳定工作时传送带速度不变，CD段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为1.每个箱子在A处投放后，在到达B之前己

15、经相对于传送带静止,且以后也不再滑动（忽视经BC段时的微小滑动）已知在一段相当长的时间T内，共运输小货箱的数目为N。这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。求电动机的平均输出功率，【审题】小货箱放在传送带的AB段上时，由丁货箱的初速度为0,传送带以恒定的速度运动，两者之间有相对滑动，出现滑动摩擦力.作用货箱的摩擦力使货箱加速，直到它的速度增大到等于传送带的速度，作用于传送带的摩擦力有使传送带减速的趋势，但由于电动机的作用，保持了传送带的速度不变,尽管作用丁货箱跟作用传送带的摩擦力的大小是相等的，但小黄箱与传送带运动的路程是不同的，因为两者之间有滑动。假如货箱的速度增大到

16、等于传送带的速度经验的时间为t，则在这段时间内货箱运动的路程和传送带运动的路程分别是解答中的式和式，两者大小不同,由解答中的式给出。在这段时间内，传送带克服摩擦力做的功大于摩擦力对货箱做的功（这功转变为货箱的动能），两者之差即为摩擦发的热。所谓传送带克服摩擦力做功，归根究竟是电动机在维持传送带速度不变的过程中所供应的。这也就是在传送带的水平段上使一只小货箱从静止到跟随传送带一起以同样速度运动的过程中，电动机所做的功，这功一部分转变为货箱的动能，一部分因摩擦而发热。当货箱的速度与传送带速度相等后，只要货箱仍在传送带的水平段上，电动机无需再做功。为了把货箱从C点送到D点，电动机又要做功，用r增加货

17、箱的重力势能mgh,由此便可得到输送N只货箱的过程中电动机输出的总功.以上分析都是在假定己知传送带速度。的条件下进行的，事实上传送带的速度是未知的。因此要设法找出丫。题中给出在时间T内运输的小优箱有N只，这是说，我们在D处计数，当第1只货箱到达D处时作为时刻t=0.当第N只货箱到达D处时恰好t=T。假如把这Y只货箱以1.的隹窗间隔地排在CD上（假如推得下的话），则第N只货箱到D处的距离为（N-I）1.,当该货箱到达D处，即传送带上与该货箱接触的那点在时间T内运动到D点，故有（N-I）1.=Vt1T.由此便可求出V。，电动机的平均功率便可求得.由丁N很大，N与N-I事实上可视作相等的。【解析】以

18、地面为参考系（下同），设传送带的运动速度为、“，在水平段的运输过程中，小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动，直到其速度与传送带的速度相等。设这段路程为s,所用的时间为t,加速度为a,则对小货箱有S=Mvo=ai在这段时间内传送带运动的路程为M=V/由上可得Sq=2s用Fr表示小货箱与传送带之间的滑动摩擦力，则传送带对小货箱做功为“=es=/4/2传送带克服小货箱对它的摩擦力做功%,=FzJu=2mv0=盾两者之差就克服摩擦力做功发出的热量Q=-mv；2可见，在小货箱加速过程中，小货箱获得的动能与发热量相等。T时间内电动机输出的功为W=所此功用于增加N个小货箱的动能、势能和使小货箱加速时程中克

19、服摩擦力发的热，即有W-NmV；+Nmgh+NQN个小货箱之间的距离为（ND1.,它应等于传送带在T时间内运动的距离,跳J有vgsin6,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用B.只有Zgsin仇A才受沿传送带向上的的摩擦力作用C.只有a=gsin仇A才受沿传送带向上的静摩擦力作用D.无论“为多大，A都受沿传送带向上的静摩擦力作用解析：选B.人与传送带相对静止，倾角为。的传送带沿逆时斜方向以加速度加速转动时，A有沿斜面对下的加速度,对A受力分析可知只有“gsin,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用，B正确.5 .课下作业（九）4.如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为Ot以速度。逆时针匀速转动.在传送

20、带的上端轻轻放置一个质量为小的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数/,以明显i2.只有图象D正确.6 .如图8所示,传送带与水平面夹角为37,并以V=Iom/s运行,在传送带的A端轻轻放一个小物体,物体与传送带之间的动摩擦因数=0.5,AB长16米,求以下两种状况下物体从A到B所用的时间.（1）传送带顺时针方向转动.（2）传送带逆时针方向转动.解析（1）传送带顺时针方向转动时受力如题图所示:mgsin0-mgcos=maa=gsin0.jugcos=2ms2x=I/2at2传送带逆时针方向转动,物体受力如图:起先摩擦力方向沿传送带向下,向下匀加速运动a=gsin37+Agcos37=10ms2

21、t=va=1.sx=1.2at2=5mX2=1.1m1秒后,速度达到10m/s,摩擦力方向变为沿传送带向上.物体以初速度V=Iom/s向卜做匀加速运动aj=gsin37geos37=2ms2x2=vta+1/2a2t2解得t2=1.s因此=h+12=2s答案(I)IS(2)2s7 .如图22所示，传送带与地面成夹角=30,以I(WS的速度逆时针转动，在传送带上端轻轻地放一个质量E).5kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数=0.6,已知传送带从A-B的长度1.=16m,则物体从A到B须要的时间为多少？【审题】该题目的物理过程的前半段与例题1是一样的，但是到了物体和传送带有相同速度时,状况就不同了

22、，经计算，若物体和传送带之间的最大静摩擦力大于重力的下滑分力，物体将和传送带相对静止一起向卜匀速运动，所受静摩擦力沿斜面对上，大小等于重力的卜滑分力。【解析】物体放上传送带以后，起先一段时间，其运动加速度.=846111H这样的加速度只能维持到物体的速度达到Ion1./s为止，其时应的时间和位移分别为:IO=59,m6m以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上，其加速度大小为零(因为mgsinmgcos)设物体完成剩余的位移与所用的时间为J,$2=必，16m5.91m=,f2解得:=10.09s,所以%=1.Ss+IO.O9s=I1.27sc【总结】该题目的关键就是要分析好各阶段物体所受摩擦力的大

23、小和方3向，A1.anO=3,其次阶段物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动。8 .如图15所示,绷紧的传送带与水平面的夹角夕=30,传送带在电动机的带动下,始终保持vo=2m/s的速率运行.现把一质量为m=10kR的工件(可看为质点)轻轻放在传送带的底端.经时间t=1.9s,工件被传送到h=1.5m的高处,并取得了与传送带相同的速度,取g=10ms2.求：(I)工件与传送带之间的滑动摩擦力W.(2)工件与传送带之间的相对位移X.解析由题意高h对应的传送带长为工件速度达到VO之前,从静止起先做匀加速运动,设匀加速运动的时间为t,.位移为XI,有=x=r1=-z1因工件最终取得/与传送带相同的速

24、度,所以达到VO之后工件将匀速运动,有1.-x=v0(t-t)解得：t=0.8s,x=0.8m所以匀加速运动阶段的加速度为a=Vit=2.5ms2在匀加速运动阶段,依据牛顿其次定律,有Fi-Ingsin=ma解得：F-=75N(2)在时间t1内,传送带运动的位移为X=Voti=1.6m所以在时间1.内,工件相对传送带的位移为=-1.=0.8m.答案75N（2）0.8m23.（2011年北京海淀区二模）（18分）风能是一种环保型的可再生能源.据勘测，我国利用风力资源至少有2.53H/MW,所以风能是很有开发前途的能源.风力发电是将风的动能通过风力发电机技化为电能的过程，某风力发电机将聿气的动能转

25、化为电能的效率=20%,空气密度=1.3Agn，其有效受风面积S=20m2.此风力发电机输出U=250V稳定的直流电压，用它给如图I1.所示的皮带传送装置的电动机（电动机未GHn供电，输电战电阻不计.己知皮带传送装置的电动机的额定电压Um=250V,允许消耗电功率的几大（fiP无初速地放到传送带上A处，经=1.OS后货箱与传送带保持相对静止，当货箱被运输至B处离开传送带时再将另一个相同的货箱以相同的方式放到A处，如此反反，总保持传送带上有一个（也只有一个）货箱.在运输货箱的过程中,传送带的运行速度始终保持vj=1.（）mS不变.若要保证皮带传送奘置的电动机所消耗电功率始终不超过Pem=500W

26、.货箱的质证应酒JS怎样的条件。23.（18分）（I）Is内吹到风力发电机仃效面积上空气的体积V=Svi2分这些空气所具有的动能反Wzn22分风力发电机输出的电功率/邛JE=26X1.OW2分（2）改带动传送带的电动机消耗电功率地大时通过它的电流为/.此时电动机输出功率为r7-皮带传送装置输出的机械功率为/V-则=q2i=2.OA2分Pat=PWmrR=480W2分依抑;四点可知P.m=P-K00W2分（3）设货帝在恒力作用下做匀加速直线运动的位格为上,升的高度为伍.依据匀加速运动公式有工乏r=0.50m.依据几何关系解将AW.20n1分货箱在传送带上加速运动时，带动传送带运行的电动机须要消耗

27、较大的电功率,所以在货箱加速过程中电动机仪如不超过其允许消耗的最大功率,匀速运行过程中就不会超过其允许消耗的最大电功率1分设黄箱而状为叫货箱被加速的过程中其机械能增加中为,出F货箱与传送带的摩擦产生的热M为QCC=1.+E-5,=0.50m.俄据功能关系Q=/：As联上解得0日产蛆31分2s,为（史电动机工作过程中不妣过允许的依大伯，应有心+反+Q小于等于尸“也，即1 .wv+2mgh,八2 2久Wftm=-3-7W80kg.即货箱质量不两大于80kg（匕一+2g4J（SA+5）23.（安徽省2011年省级示葩中学名校联考）（16分）如图所示,防盘为m=1.kg的可视为质点的小物块轻轻放在水平

28、匀速运动的传送带上的P点,随传送带运动到A点后水平撤出,小物块恰好无城撞的沿限弧切战从B点进入竖H光滑即弧轨道下沿，即弧轨道与质证为M=2kg的足期长的小车左瑞在最低点O点相切，并在。点滑上小车，水平地面光滑，当物块运动到障码物Q处时与Q发生无机械能损失的碰撞碰撞前物块和小车已经相对静止,而小车可接着向右运动（物块始终在小车上，小车运动过程中和圆瓠互作用。己知圆弧半径R=1.Om,圆弧对应角的0为53。,A点距水平面的高度h=0.8m.与小车间的动摩擦因素为=0.1.,重力加速g=10m,ssin53c-（）.8.cos530=0.6试求：（1）小物块离开A点的水平初速度V1:一次健撞后直至窗

29、止,物块相对小车的位移和小车做匀减速运动的总时间.（2）小物块经过O点时对轨道的J卡力：（3）第23.蚱折：.I）莉小利跳由A到8行：V；=2g力（2分）在8点:Iane=U（2分）解得：v1.=311Vs（1分）（2）1.1.tJ.依据M枕定理行：1mvo2=rn+ng（+-?cos）（2分）匕。点：FN-nig=m上（I分R解得：Vo=nsPM=43NU分故压力f=43N（I分）（3）摩擦力/=MM=IN物块滑上小乍后经过时间/达到的共同速度为V,则,=21.=上二上得匕=叵nM（2分）,Wan3由于碰揪不损失能城，物块在小车上币:更做匀减速和匀加速运动，相对小车始终向左运动，与小车最终静

30、止,摩擦力做功使动能全部转化为内能.故仃：fsm=（+zn）v/得S1.H=5.5m（2分）小乍从物块碰撞后起先做匀减速运动，（每个减速阶段）加速度。不变w=0.5m/s?MMV1-aut得，=j733s（2分）2011届安徽省合肥市三模）23.(6分)如图所示.料轨通KO和水平号就均光滑.水平导籁与水平传送吊平齐.离地高度A=Srn.两皮带轮间传送带长,=4.Om.皮华轮沿顺时料方向找功.带动皮傍以恒定速率“3.Om/*匀速传立清块A的原网叫2匕1质量均mj1.Okg：8在水平等状上静止.卅块A在外物道上某处由静止群放.送人水平导轨时不授失机悚能,然后与8发生仰性正碰.At后B清上传送带,并

31、从右端滑出倦至地面上的P点.巳知满块R与传送帚之ISJ的动您擦因数M=0.2,重力加速度6取IOm/*.(I)若碰后滑块8以速度2.OmA济上传送带.从右端水平滑出落至她加上的P点.求其水平位移“(2)拊块4在斜轨ifi上的好放点Ri离水平导轨的AS度M在何范围时,那块8总能落至。23. (16分)(1)滑块8清上传送带后做匀加速运动,加速度大小为.从滑上传送僭到速度达到传送带的速度的位移为匕mg-ma.a三2m1分Gp1.,.20I分#f：=1.25m=3ms的水平速度从平台跃出,求这位选手落在传送带上距禹A点的距离.2）求刚才那位选手从起先跃出到范至传送带右端所经验的时间。3）若传送带以V=m的恒定速度向左运动，选手要能到达传送图20带右端，则他从而台上沃出的水平速度v1至少为多大？计算结果均保留2位有效数字）17.(I)5c=0.6m：(2)r=6.0s: