高一物理皮帶問題專題分析

1、例1 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。如圖1所示為一水平傳送帶裝置示意圖，繃緊的傳送帶AB始終保持的恒定速率運(yùn)行，一質(zhì)量為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)，AB間的距離=，取。（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1例2 如圖2所示傳送帶與地面間傾角，以的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)

2、動(dòng)，在傳送帶上端A放上一個(gè)質(zhì)量的物體，它與傳送帶之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)，已知傳送帶從A到B的長(zhǎng)度L=16m，則物體從A到B所需的時(shí)間為多長(zhǎng)？圖2例3 如圖3所示，AB是一段位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，高度為，末端B處的切線方向水平。一個(gè)質(zhì)量為的小物體P從軌道頂端A處由靜止釋放，滑到B端后飛出，落到地面上的C點(diǎn)，軌道如圖中虛線BC所示，已知它落地時(shí)相對(duì)于B點(diǎn)的水平位移OC=?，F(xiàn)在軌道的下方緊貼B點(diǎn)安裝一水平傳送帶，傳送帶的右端E與B端的距離為。當(dāng)傳送帶靜止時(shí)，讓P再次從A點(diǎn)由靜止釋放，它離開軌道并在傳送帶上滑行后從右端E點(diǎn)水平飛出，仍然落在地面上的C點(diǎn)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)傳送帶以速度勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)（其他

3、條件不變），P的落地點(diǎn)為D（不計(jì)空氣阻力）。試求：（1）P滑至B點(diǎn)時(shí)的速度大小；（2）P與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（3）設(shè)傳送帶輪半徑為，順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為時(shí)，小物體P從E端滑落后運(yùn)動(dòng)的水平距離為。若皮帶輪以不同的角速度重復(fù)以上動(dòng)作，可得到一組對(duì)應(yīng)的值與值，討論值與值的關(guān)系。圖3例4 一傳送帶裝置示意如圖4，其中傳送帶經(jīng)過AB區(qū)域時(shí)是水平的，經(jīng)過BC區(qū)域時(shí)變?yōu)閳A弧形（圓弧由光滑模板形成，未畫出），經(jīng)過CD區(qū)域時(shí)是傾斜的，AB和CD都與BC相切?，F(xiàn)將大量的質(zhì)量均為的小貨箱一個(gè)一個(gè)在A處放到傳送帶上，放置時(shí)初速度為零，經(jīng)傳送帶運(yùn)送到D處，D和A的高度差為。穩(wěn)定工作時(shí)傳送帶速度不變，C

4、D段上各箱等距排列，相鄰兩箱的距離為L(zhǎng)。每個(gè)箱子在A處投放后，在到達(dá)B之前已經(jīng)相對(duì)傳送帶靜止，且以后也不再滑動(dòng)（忽略經(jīng)BC段時(shí)的小滑動(dòng)）。已知在一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間T內(nèi)，共運(yùn)送小箱子的數(shù)目為N，這裝置由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，傳送帶與輪子間無相對(duì)滑動(dòng)，不計(jì)輪軸處的摩擦。求電動(dòng)機(jī)的輸出功率。圖4例5（2004年濟(jì)南調(diào)研）如圖5所示，許多工廠的流水線上安裝有傳送帶，用傳送帶傳送工件，可以大大提高工作效率，傳送帶以恒定的速率運(yùn)送質(zhì)量為的工件，工件從A位置放到傳送帶上，它的初速度忽略不計(jì)。工件與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，傳送帶與水平方向夾角是，傳送帶AB長(zhǎng)度是。每當(dāng)前一個(gè)工件在傳送帶上停止相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，后一個(gè)工件立即放到

5、傳送帶上，取，求：（1）工件放到傳送帶后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間停止相對(duì)滑動(dòng)；（2）在正常運(yùn)行狀態(tài)下傳送帶上相鄰工件間的距離；（3）在傳送帶上摩擦力對(duì)每個(gè)工件做的功；（4）每個(gè)工件與傳送帶之間由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能；（5）傳送帶滿載工件比空載時(shí)增加多少功率？【模擬試題】1. 物塊先后兩次從傳送帶的A點(diǎn)由靜止開始下滑，然后到達(dá)B點(diǎn)，第一次傳送帶靜止不動(dòng)，第二次傳送帶的皮帶輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1所示，比較兩次物塊通過AB所用的時(shí)間、的大小應(yīng)是（ ）A. B. C. D. 無法確定 圖1 圖22. 水平傳送帶以速度勻速傳動(dòng)，一質(zhì)量為的小木塊A由靜止輕放在傳送帶上，若木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，如圖2所示，則小木塊從放

6、到傳送帶上開始到與傳送帶相對(duì)靜止的過程中，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為（ ）A. B. C. D. 3. 一皮帶傳動(dòng)裝置，輪A、B均沿同方向運(yùn)動(dòng)，設(shè)皮帶不打滑，、為兩輪邊緣上的點(diǎn)，某時(shí)刻、位于同一水平面上，如圖3所示，設(shè)該時(shí)刻、所受摩擦力分別為、，則下列說法正確的是（ ）A. 、都是動(dòng)力，而且方向相同B. 、都是阻力，而且方向相反C. 若是動(dòng)力，則一定是阻力，而且方向相反D. 若是阻力，則一定是動(dòng)力，而且方向相同圖34. 將物體輕輕放到以V前進(jìn)的水平傳送帶上（物體剛要接觸傳送帶以前就將手移開），則物塊經(jīng)一段時(shí)間后便隨傳送帶一起勻速前進(jìn)，物塊在落到傳送帶上達(dá)到速度V前后受到摩擦力情況是（ ）A. 先受靜摩

7、擦力，后受滑動(dòng)摩擦力B. 先受滑動(dòng)摩擦力，后不受摩擦力C. 先受滑動(dòng)摩擦力，后受靜摩擦力D. 先受靜摩擦力，后不受摩擦力圖45. 如圖5所示，物體與水平傳送帶一起向右運(yùn)動(dòng)，兩者相對(duì)靜止，則（ ）A. 物體相對(duì)傳送帶無運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)B. 物體相對(duì)傳送帶有向前運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)C. 物體相對(duì)傳送帶有向后運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)D. 條件不足，無法判斷圖56. 如圖6所示皮帶輪裝置，P為主動(dòng)輪，Q為從動(dòng)輪，整個(gè)皮帶按順時(shí)針方式轉(zhuǎn)動(dòng)，試討論主動(dòng)輪上A點(diǎn)及輪邊緣皮帶上B點(diǎn)，以及從動(dòng)輪上C點(diǎn)，及輪邊緣皮帶上D點(diǎn)所受摩擦力情況。圖67. 一質(zhì)量為的物體以一定的速度滑到傳送帶上，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。、B間距為L(zhǎng)，若傳送帶靜止時(shí)，物體滑到B點(diǎn)，所用時(shí)間為，討論下列幾種情況下物體滑到B所用時(shí)間： 與反向 與同向，但時(shí) 與同向，但時(shí) 與同向，但時(shí) 圖78. 如圖8所示，一質(zhì)量為的木塊，放在傾角為的傳送帶上，隨帶一起向上或向下作勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為，物體與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，試求兩種情況下物體所受的摩擦力為。圖89. 水平傳送帶以4m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，將一物體輕輕地放在傳送帶的A端上，經(jīng)過6秒物體被傳送到B端，若AB之間相距為20m，求：物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)等于多少？（g取）圖910. 如圖10所示，在工廠的流水線上，水平傳送帶正在傳送工件，若傳送帶的速度恒為，運(yùn)送的工件完全相同，質(zhì)量均為，工件都是從