高考物理動(dòng)力學(xué)中的滑塊和傳送帶問題

1、一、滑塊問題1如圖所示，有一塊木板靜止在光滑且足夠長(zhǎng)的水平面上，木板質(zhì)量為M=4kg，長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.4m；木板右端放著一小滑塊，小滑塊質(zhì)量為m=1kg，其尺寸遠(yuǎn)小于L。小滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（1）現(xiàn)用恒力F作用在木板M上，為了使得m能從M上面滑落下來，問：F大小的范圍是什么？（2）其它條件不變，若恒力F=22.8牛頓，且始終作用在M上，最終使得m能從M上面滑落下來。問：m在M上面滑動(dòng)的時(shí)間是多大？AvB2長(zhǎng)為1.5m的長(zhǎng)木板B靜止放在水平冰面上，小物塊A以某一初速度從木板B的左端滑上長(zhǎng)木板B，直到A、B的速度達(dá)到相同，此時(shí)A、B的速度為0.4m/s，然后A、B又一起在水平冰面上滑行了8.

2、0cm后停下若小物塊A可視為質(zhì)點(diǎn)，它與長(zhǎng)木板B的質(zhì)量相同，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.25求：（取g=10m/s2）（1）木塊與冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)（2）小物塊相對(duì)于長(zhǎng)木板滑行的距離（3）為了保證小物塊不從木板的右端滑落，小物塊滑上長(zhǎng)木板的初速度應(yīng)為多大？3如圖17-1所示，、是靜止在水平地面上完全相同的兩塊長(zhǎng)木板的左端和的右端相接觸兩板的質(zhì)量皆為M20，圖17-1長(zhǎng)度皆為L(zhǎng)10是質(zhì)量為10的小物塊現(xiàn)給它一初速度020，使它從板的左端向右滑動(dòng)已知地面是光滑的，而與板、之間的動(dòng)摩擦因數(shù)皆為010求最后、各以多大的速度做勻速運(yùn)動(dòng)取重力加速度10動(dòng)力學(xué)中的傳送帶問題一、水平放置運(yùn)行的傳送帶 1如圖所示，

3、物體A從滑槽某一高度滑下后又滑上粗糙的水平傳送帶，傳送帶靜止不動(dòng)時(shí)，A滑至傳送帶最右端的速度為v1，需時(shí)間t1，若傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，A滑至傳送帶最右端的速度為v2，需時(shí)間t2，則（ ）ABCD2如圖7所示，一水平方向足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速度v1沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶右端有一與傳送帶等高的光滑水平面，一物體以恒定速度v2沿直線向左滑向傳送帶后，經(jīng)過一段時(shí)間又反回光滑水平面，速率為v2，則下列說法正確的是：（ ）A只有v1= v2時(shí),才有v2= v1 B 若v1 >v2時(shí), 則v2= v2C若v1 <v2時(shí), 則v2= v2 D不管v2多大,v2= v2.PQ3物塊從光滑斜面上的P

4、點(diǎn)自由滑下通過粗糙的靜止水平傳送帶后落到地面上的Q點(diǎn)若傳送帶的皮帶輪沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使傳送帶隨之運(yùn)動(dòng)，如圖所示，物塊仍從P點(diǎn)自由滑下，則（ ）A物塊有可能落不到地面 B物塊將仍落在Q點(diǎn)C物塊將會(huì)落在Q點(diǎn)的左邊 D物塊將會(huì)落在Q點(diǎn)的右邊4（2003年·江蘇理綜）水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車站，用于對(duì)旅客的行李進(jìn)行安全檢查右圖為一水平傳送帶裝置示意圖，繃緊的傳送帶A、B始終保持v=1m/s的恒定速率運(yùn)行；一質(zhì)量為m=4kg的行李無初速地放在A處，傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.

5、1，AB間的距離l=2m，g取10ms2（1）求行李剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦力大小與加速度大??；（2）求行李做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；（3）如果提高傳送帶的運(yùn)行速率，行李就能被較快地傳送到B處求行李從A處傳送到B處的最短時(shí)間和傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率圖17v05（16分）如圖17所示，水平傳送帶的長(zhǎng)度L=5m，皮帶輪的半徑R=0.1m，皮帶輪以角速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)有一小物體（視為質(zhì)點(diǎn)）以水平速度v0從A點(diǎn)滑上傳送帶，越過B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，其水平位移為S。保持物體的初速度v0不變，多次改變皮帶輪的角速度，依次測(cè)量水平位移S，得到如圖18所示的S圖像。回答下列問題：圖18/rad/sS/m31

6、3010（1）當(dāng)rad/s時(shí)，物體在A、B之間做什么運(yùn)動(dòng)？（2）B端距地面的高度h為多大？（3）物塊的初速度v0多大？ 6（2006年·全國(guó)理綜）一水平的淺色長(zhǎng)傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），煤塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為起始時(shí)，傳送帶與煤塊都是靜止的現(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其速度達(dá)到v0后，便以此速度勻速運(yùn)動(dòng)經(jīng)過一段時(shí)間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)求此黑色痕跡的長(zhǎng)度二、傾斜放置運(yùn)行的傳送帶1如圖所示，傳送帶與地面傾角=37°，從AB長(zhǎng)度為16m，傳送帶以10m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)在傳送帶上端A無初速度地放一個(gè)質(zhì)量為0.5

7、kg的物體，它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5求物體從A運(yùn)動(dòng)到B需時(shí)間是多少?（sin37°=0.6，cos37°=0.8）2如圖3224所示，傳送帶兩輪A、B的距離L11 m，皮帶以恒定速度v2 m/s運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一質(zhì)量為m的物塊無初速度地放在A端，若物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8，傳送帶的傾角為37°，那么物塊m從A端運(yùn)到B端所需的時(shí)間是多少？(g取10 m/s2，cos37°0.8)三、組合類的傳送帶1如圖所示的傳送皮帶，其水平部分AB長(zhǎng)sAB=2m，BC與水平面夾角=37°，長(zhǎng)度sBC =4m，一小物體P與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25

8、，皮帶沿A至B方向運(yùn)行，速率為v=2m/s，若把物體P放在A點(diǎn)處，它將被傳送帶送到C點(diǎn)，且物體P不脫離皮帶，求物體從A點(diǎn)被傳送到C點(diǎn)所用的時(shí)間（sin37°=0.6，g=l0m/s2）3（14分）右圖為倉(cāng)庫(kù)中常用的皮帶傳輸裝置示意圖，它由兩臺(tái)皮帶傳送機(jī)組成，一臺(tái)水平傳送，A，B兩端相距3m，另一臺(tái)傾斜，傳送帶與地面的傾角，C, D兩端相距4. 45m，B, C相距很近。水平傳送以5m/s的速度沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)將質(zhì)量為10kg的一袋大米無初速度地放在A段，它隨傳送帶到達(dá)B端后，速度大小不變地傳到傾斜送帶的C點(diǎn)，米袋與兩傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0. 5，g取10m/s2，sin37=

9、0. 6，cos37=0. 8 (1)若CD部分傳送帶不運(yùn)轉(zhuǎn)，求米袋沿傳送帶在CD上所能上升的最大距離； (2)若傾斜部分CD以4ms的速率順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，求米袋從C運(yùn)動(dòng)到D所用的時(shí)間?；瑝K問題1 解析：（1）小滑塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力 小滑塊在滑動(dòng)摩擦力f作用下向右勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度 木板在拉力F和滑動(dòng)摩擦力f作用下向右勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度 使m能從M上面滑落下來的條件是 即 （2）設(shè)m在M上滑動(dòng)的時(shí)間為t，當(dāng)恒力F=22.8N，木板的加速度 ） 小滑塊在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移 木板在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移 因 即 AvB2解析：（1）A、B一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，受冰面對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力，做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度 解得木

10、板與冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)2=0.10（2）小物塊A在長(zhǎng)木板上受木板對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力，做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度a1=1g=2.5m/s2小物塊A在木板上滑動(dòng)，木塊B受小物塊A的滑動(dòng)摩擦力和冰面的滑動(dòng)摩擦力，做勻加速運(yùn)動(dòng)，有1mg2(2m)g=ma2 解得加速度a2=0.50m/s2設(shè)小物塊滑上木板時(shí)的初速度為v10，經(jīng)時(shí)間t后A、B的速度相同為v由長(zhǎng)木板的運(yùn)動(dòng)得v=a2t，解得滑行時(shí)間小物塊滑上木板的初速度 v10=va1t=2.4m/s小物塊A在長(zhǎng)木板B上滑動(dòng)的距離為（3）小物塊A滑上長(zhǎng)木板的初速度越大，它在長(zhǎng)木板B上相對(duì)木板滑動(dòng)的距離越大，當(dāng)滑動(dòng)距離等于木板長(zhǎng)時(shí)，物塊A達(dá)到木板B的最右端，兩者的速度

11、相等（設(shè)為v)，這種情況下A的初速度為保證不從木板上滑落的最大初速度，設(shè)為v0有由以上三式解得，為了保證小物塊不從木板的右端滑落，小物塊滑上長(zhǎng)木板的初速度不大于最大初速度3.先假設(shè)小物塊在木板上移動(dòng)距離后，停在上這時(shí)、三者的速度相等，設(shè)為，由動(dòng)量守恒得0（2），在此過程中，木板的位移為，小物塊的位移為由功能關(guān)系得（）（1/2）（1/2）02，222，則（1/2）（2）2（1/2）02，由、式，得02（2），代入數(shù)值得16比板的長(zhǎng)度大這說明小物塊不會(huì)停在板上，而要滑到板上設(shè)剛滑到板上的速度為1，此時(shí)、板的速度為2，則由動(dòng)量守恒得0122由功能關(guān)系，得（1/2）02（1/2）12×（1/

12、2）2，以題給數(shù)據(jù)代入，得由1必是正值，故合理的解是當(dāng)滑到之后，即以20155做勻速運(yùn)動(dòng)，而是以1138的初速在上向右運(yùn)動(dòng)設(shè)在上移動(dòng)了距離后停止在上，此時(shí)和的速度為3，由動(dòng)量守恒得21（）3，解得30563功能關(guān)系1/2）12（1/2）22（1/2）（）32得050比板的長(zhǎng)度小，所以小物塊確實(shí)是停在板上最后、的速度分別為30563，20155，0563動(dòng)力學(xué)中的傳送帶問題參考答案一、水平放置運(yùn)行的傳送帶 1D 2B3B4【答案】（1）4N，a=lm/s2；（2）1s；（3）2m/s5解：（1）物體的水平位移相同，說明物體離開B點(diǎn)的速度相同，物體的速度大于皮帶的速度，一直做勻減速運(yùn)動(dòng)。（2）當(dāng)=

13、10rad/s時(shí)，物體經(jīng)過B點(diǎn)的速度為.平拋運(yùn)動(dòng)：.解得：t=1s，h=5m.（3）當(dāng)>30rad/s時(shí)，水平位移不變，說明物體在AB之間一直加速，其末速度.根據(jù)當(dāng)010rad/s時(shí)，當(dāng)30rad/s時(shí)，解得：6【答案】解析：根據(jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知，煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0根據(jù)牛頓第二定律，可得ag設(shè)經(jīng)歷時(shí)間t，傳送帶由靜止開始加速到速度等于v0，煤塊則由靜止加速到v，有v0a0t，vat由于a<a0，故v<v0，煤塊繼續(xù)受到滑動(dòng)摩擦力的作用再經(jīng)過時(shí)間t'，煤塊的速度由v增加到v0，有v0v+at'此后，煤塊

14、與傳送帶運(yùn)動(dòng)速度相同，相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)，不再產(chǎn)生新的痕跡設(shè)在煤塊的速度從0增加到v0的整個(gè)過程中，傳送帶和煤塊移動(dòng)的距離分別為s0和s，有，傳送帶上留下的黑色痕跡的長(zhǎng)度ls0s由以上各式得二、傾斜放置運(yùn)行的傳送帶1【答案】2s解析：物體的運(yùn)動(dòng)分為兩個(gè)過程，一個(gè)過程在物體速度等于傳送帶速度之前，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；第二個(gè)過程是物體速度等于傳送帶速度以后的運(yùn)動(dòng)情況，其中速度相同點(diǎn)是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，此后的運(yùn)動(dòng)情況要看mgsin與所受的最大靜摩擦力，若<tan，則繼續(xù)向下加速若tan，則將隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，分析清楚了受力情況與運(yùn)動(dòng)情況，再利用相應(yīng)規(guī)律求解即可本題中最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力

15、大小物體放在傳送帶上后，開始的階段，由于傳送帶的速度大于物體的速度，傳送帶給物體一沿傳送帶向下的滑動(dòng)摩擦力F，物體受力情況如圖所示物體由靜止加速，由牛頓第二定律得a1=10×（0.60.5×0.8）m/s2=10m/s2物體加速至與傳送帶速度相等需要的時(shí)間，t1時(shí)間內(nèi)位移由于<tan，物體在重力情況下將繼續(xù)加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體速度大于傳送帶速度時(shí)，傳送帶給物體一沿傳送帶向上的滑動(dòng)摩擦力F此時(shí)物體受力情況如圖所示，由牛頓第二定律得：設(shè)后一階段物體滑至底端所用的時(shí)間為t2，由 ，解得t2=1s，t2=11s（舍去）所以物體由AB的時(shí)間t=t1t2=2s2解析：將物體放在傳送帶

16、上的最初一段時(shí)間內(nèi)物體沿傳送帶向上做勻加速運(yùn)動(dòng)由牛頓第二定律得mgcos37°mgsin37°ma則agcos37°gsin37°0.4 m/s2物體加速至2 m/s所需位移s0 m5 m<L經(jīng)分析可知物體先加速5 m再勻速運(yùn)動(dòng)sLs06 m.勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1 s5 s.勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2 s3 s.則總時(shí)間tt1t2(53) s8 s. 答案：8 s三、組合類的傳送帶1【答案】2.4s解析：物體P隨傳送帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶相等時(shí)若未到達(dá)B，即做一段勻速運(yùn)動(dòng)；P從B至C段進(jìn)行受力分析后求加速度，再計(jì)算時(shí)間，各段運(yùn)動(dòng)相加為所求時(shí)間P在AB段先做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律，得P勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間P以速率v開始沿BC下滑，此過程重力的下滑分量mgsin37°=0.6mg；滑動(dòng)摩擦力沿斜面向上，其大小為mgcos37°=0.2mg可見其加速下滑由牛頓第二定律，解得t3=1s（另解，舍去）t=t1t2t3=2.4s3(14分)解：(1)米袋在AB上加速時(shí)的加速度(2分)米袋的速度達(dá)到=5ms時(shí)，滑行的距離，因此米加速一段后與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn)，