牛頓第二定律 傳送帶問題.doc

1、一、水平傳送帶ABvv0圖1011、（07啟東市）.（18分）如圖101，足夠長的水平傳送帶始終以大小為v3m/s的速度向左運動，傳送帶上有一質(zhì)量為M2kg的小木盒A，A與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.3，開始時，A與傳送帶之間保持相對靜止。先后相隔t3s有兩個光滑的質(zhì)量為m1kg的小球B自傳送帶的左端出發(fā)，以v015m/s的速度在傳送帶上向右運動。第1個球與木盒相遇后，球立即進入盒中與盒保持相對靜止，第2個球出發(fā)后歷時t1s而與木盒相遇。求（取g10m/s2）（1）第1個球與木盒相遇后瞬間，兩者共同運動的速度多大？（2）第1個球出發(fā)后經(jīng)過多長時間與木盒相遇？（3）自木盒與第1個球相遇至與第2個

2、球相遇的過程中，由于木盒與傳送帶間的摩擦而產(chǎn)生的熱量是多少？1、（18分）(說明：其他方法正確按步驟參照給分)解：設第1個球與木盒相遇后瞬間，兩者共同運動的速度為v1,根據(jù)動量守恒定律： （2分）代入數(shù)據(jù)，解得： v1=3m/s （1分）設第1個球與木盒的相遇點離傳送帶左端的距離為s，第1個球經(jīng)過t0與木盒相遇,則： （2分） 設第1個球進入木盒后兩者共同運動的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律：得： （2分）設木盒減速運動的時間為t1,加速到與傳送帶相同的速度的時間為t2，則：=1s （1分）故木盒在2s內(nèi)的位移為零（2分）依題意： （2分） 代入數(shù)據(jù)，解得： s=7.5m t0=0.5s （1分

3、）自木盒與第1個球相遇至與第2個球相遇的這一過程中,傳送帶的位移為S，木盒的位移為s1,則： （2分） （2分）故木盒相對與傳送帶的位移： 則木盒與傳送帶間的摩擦而產(chǎn)生的熱量是： （2分）2、07湖北（12分）如圖84所示為車站使用的水平傳送帶裝置的示意圖，繃緊的傳送帶始終保持3.0m/s的恒定速率運行，傳送帶的水平部分AB距水平地面的高度為h0.45m現(xiàn)有一行李包（可視為質(zhì)點）由A端被傳送到B端，且傳送到B端時沒有被及時取下，行李包從B端水平拋出，不計空氣阻力，g取10m/s2如圖84（1）若行李包從B端水平拋出的初速03.0m/s，求它在空中運動的時間和飛出的水平距離；（2）若行李包以01

4、.0m/s的初速從A端向右滑行，行李包與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.20，要使它從B端飛出的水平距離等于（1）中所求的水平距離，求傳送帶的長度上應滿足的條件2、（12分）解：（1）設行李包在空中運動的時間為t，飛出的水平距離為s，則 （2分） svt （1分）代入數(shù)值，得t0.3s（1分）s0.9m （1分）（2）設行李包的質(zhì)量為m，與傳送帶相對運動時的加速度為a，則滑動摩擦力Fmgma （2分）代人數(shù)值，得a2.0m/s2 （1分）要使行李包從B端飛出的水平距離等于(1)中所求水平距離，行李包從B端水平拋出的初速應為v3.0m/s設行李包被加速到v3.0m/s時通過的距離為s0，則2as0v2v

5、o2 （2分）代人數(shù)值，得so2.0m （1分）故傳送帶的長度L應滿足的條件為L2.0m （1分）3、如圖所示，水平傳送帶的皮帶以恒定的速度v運動，一個質(zhì)量為m小物塊以一定的水平初速度v垂直皮帶邊緣滑上皮帶，假設皮帶足夠大，物塊與皮帶間的動摩擦因數(shù)為。（1）分析說明物塊在皮帶上做什么運動?（2）物塊在皮帶上運動的整個過程中，摩擦力對物塊做的功及生的熱。（3）物塊在皮帶上運動的速度最小值。4、如圖所示，光滑水平面MN上放兩相同小物塊A、B，左端擋板處有一彈射裝置P，右端N處與水平傳送帶理想連接，傳送帶水平部分長度L=8m，沿逆時針方向以恒定速度v=6m/s勻速轉動。物塊A、B（大小不計）與傳送帶

6、間的動摩擦因數(shù)。物塊A、B質(zhì)量mA=mB=1kg。開始時A、B靜止，A、B間壓縮一輕質(zhì)彈簧，貯有彈性勢能Ep=16J?，F(xiàn)解除鎖定，彈開A、B。求： （1）物塊B沿傳送帶向右滑動的最遠距離。（2）物塊B滑回水平面MN的速度。（3）若物體B返回水平面MN后與被彈射裝置P彈回的A在水平面上相碰，且A、B碰后互換速度，則彈射裝置P必須給A做多少功才能讓AB碰后B能從Q端滑出。3、解析：以傳送帶的運動方向為x軸、以物塊運動方向為y軸，建立平面直角坐標系。（1）先以傳送帶為參考系考慮問題：開始時物塊相對于傳送帶的速度大小為v，方向與x軸成1350。滑動摩擦力方向總與相對運動方向相反，即與x軸成-450。如

7、圖所示。由于物塊受到的外力為恒力，它相地于傳送帶做的是勻減速直線運動，至速度減為0，就不再受摩擦力作用，將與傳送帶保持相對靜止?，F(xiàn)在再轉換到以地面為參考系：物塊先做初速度為v（方向沿+y方向）、加速度為g的勻變速曲線運動，加速度方向始終與皮帶邊緣成45夾角；然后物塊隨皮帶一起沿+x方向做速度為v的勻速直線運動。（2）以地面為參考系，對整個運動過程應用動能定理，得摩擦力對物塊做的功W=0。以傳送帶為參考系，整個運動過程物塊動能的減小即等于生的熱。得。如果以地面為參考系求生的熱，應先求相對于傳送帶的位移。，則生的熱。（3）物塊在皮帶上的運動（相對地面）x方向是初速為0的勻加速運動，vx=axt，y

8、方向是4、【解析】試題包括四個物理過程：彈簧解除鎖定，AB相互彈開的過程，系統(tǒng)動量、機械能守恒。B滑上傳送帶勻減速運動的過程，用動能定理或動力學方法都可以求解。B隨傳送帶勻加速返回的過程，此過程可能有多種情況，一直勻加速，先勻加速再勻速。B與A的碰撞過程。遵守動量守恒定律。（1）解除鎖定彈開AB過程中，系統(tǒng)機械能守恒： 由動量守恒有： mAvA=mBvB 由得： m/s m/s B滑上傳送帶勻減速運動，當速度減為零時，滑動的距離最遠。由動能定理得： 所以m （2）物塊B沿傳送帶向左返回時，先勻加速運動，物塊速度與傳送帶速度相同時一起勻速運動，物塊B加速到傳送帶速度v需要滑動的距離設為，由 得9

9、m 說明物塊B滑回水平面MN的速度沒有達到傳送帶速度， =4m/s （3）設彈射裝置給A做功為， AB碰后速度互換，B的速度 = B要滑出平臺Q端，由能量關系有：. 又mA=mB 所以，由得 解得 W 8 J 5. 如圖所示，由理想電動機帶動的傳送帶以速度v保持水平方向的勻速運動，傳送帶把A處的無初速放入的一個工件（其質(zhì)量為m）運送到B處。A、B之間的距離為L（L足夠長）。那么該電機每傳送完這樣一個工件多消耗的電能為（D）A. B. C. D. 6如圖所示，質(zhì)量為m的物體用細繩拴住放在水平粗糙傳送帶上，物體距傳送帶左端距離為L，穩(wěn)定時繩與水平方向的夾角為，當傳送帶分別以v1、v2的速度作逆時針

10、轉動時(v1v2)，繩中的拉力分別為Fl、F2；若剪斷細繩時，物體到達左端的時間分別為tl、t2，則下列說法正確的是（B） AFlt2Dtla2 Bt1 1 DQ1 gsin)勻加速直線運動，則（C ）A小物體受到的支持力與靜摩擦力的合力等于mgB小物體受到的靜摩擦力的方向一定沿皮帶向下，大小是maC小物塊受到的靜摩擦力的大小可能等于mgsinD小物塊受到的重力和靜摩擦力的合力的方向一定沿皮帶方向向下如圖10三、類傳送帶圖961、(07乳山)研究下面的小實驗：如圖96所示，原來靜止在水平面上的紙帶上放一質(zhì)量為m的小金屬塊，金屬塊離紙帶右端距離為d，金屬塊與紙帶間動摩擦因數(shù)為m，現(xiàn)用力向左將紙帶

11、從金屬塊下水平抽出，設紙帶加速過程極短，可以認為紙帶在抽動過程中一直做速度為v的勻速運動求：(1) 金屬塊剛開始運動時受到的摩擦力的大小和方向，(2) 要將紙帶從金屬塊下水平抽出，紙帶的速度v應滿足的條件1、(11分)(1)金屬塊受到的摩擦力大小為fmg，方向向左 (2分)（2）設紙帶從金屬塊下水平抽出所用的時間為t，金屬塊的速度為v，紙帶的位移為S1，金屬塊的位移為S2，則S1S2d(2分)設金屬塊的加速度為a，則由牛頓第二定律有mgma即a=g (1分)而S2 （1分）S1vt （1分）v=at （1分）剛好將金屬塊水平抽出時，v= v （1分）由式可得v= （1分）所以v （1分）2、（

12、15分）一小圓盤靜止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖92。已知盤與桌布間的動摩擦因數(shù)為 1，盤與桌面間的動摩擦因數(shù)為2?，F(xiàn)突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB邊。若圓盤最后未從桌面掉下，則加速度a滿足的條件是什么？(以g表示重力加速度) 。如圖922、設圓盤的質(zhì)量為m，桌長為l，在桌布從圓盤上抽出的過程中，盤的加速度為，有 桌布抽出后，盤在桌面上作勻減速運動，以a2表示加速度的大小，有 設盤剛離開桌布時的速度為v1，移動的距離為x1，離開桌布后在桌面上再運動距離x2后便停下，有 盤沒有從桌面上掉下的條件是 設桌布從盤下抽出所經(jīng)歷

13、時間為t，在這段時間內(nèi)桌布移動的距離為x，有 而 由以上各式解得 。四、混和1在機場和海港，常用箱送帶運送旅客和行李、貨物如圖所示，a為水平輸送帶，b為傾斜輸送帶當行李箱隨輸送帶一起勻速運動時，下列幾種判斷中正確的是（ ）A a、b兩種情形中的行李箱都受到兩個力作用Ba、b兩種情形中的行李箱都受到三個力作用C情形a中的行李箱受到兩個力作用，情形b中的行李箱受到三個力作用D情形a中的行李箱受到三個力作用，情形b中的行李箱受到四個力作用答案：C2、(07河南開封質(zhì)量檢測)（16分）如圖104所示的傳送帶以速度V=2m/s勻速運行，AB部分水平，BC部分與水平面之間的夾角為30，AB間與BC間的距離都是12m，工件與傳送帶間的動