高中一年級(jí)物理滑塊傳送帶模型

1、word完美格式編輯、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=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0.4 (g 10m/s2)(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？rnn解析：(1)小滑塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力f n mg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af/m g 4m/s2木板在拉

2、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a? (f f )/m使m能從m上面滑落下來白條件是a2 a1即(f f)/m f/m解得 f (m m)g 20n(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a2 (f f)/ m4.7m/s2 )小滑塊在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移s1 a1t2 /22木板在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移s2 a2t /2因 s2 s l 即 4.7t2/2 4t 2/2 1.4解得 t 2s2.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

3、在水平冰面上滑行了 8.0cm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)1w=0.25 .求：(取 g=10m/s 2)(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？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2v2a 2g 一 1.0m/s解得木板與冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)戌=0.102s(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)，加速度專業(yè)資料整理2ai = mg=2.5m/s小物塊a在木板上滑動(dòng)，木塊 b受小物塊a的

4、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 wmg一由（2m）g=ma2解得加速度a2=0.50m/s 2設(shè)小物塊滑上木板時(shí)的初速度為vio,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t 0.8s a2小物塊滑上木板的初速度v10=v + at=2.4m/s10 1c小物塊a在長(zhǎng)木板b上滑動(dòng)的距離為s s1s2 v01t a1t2 - a2t2 0.96m（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，兩者的速度相等（設(shè)為 v,）v0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

5、度，設(shè)為1 c*21 c *2.vt at a2t l2 2v0 v a1tv a2t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 v02（獨(dú) a2）l3.0m/s動(dòng)力學(xué)中的傳送帶問題一、傳送帶模型中要注意摩擦力的突變滑動(dòng)摩擦力消失滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力滑動(dòng)摩擦力改變方向二、傳送帶模型的一般解法確定研究對(duì)象；分析其受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，（畫出受力分析圖和運(yùn)動(dòng)情景圖），注意摩擦力突變對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響；分清楚研究過程，利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解未知量。難點(diǎn)疑點(diǎn)：傳送帶與物體運(yùn)動(dòng)的牽制。牛頓第二定律中a是物體對(duì)地加速度，運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中s是物體對(duì)地的位

6、移，這一點(diǎn)必須明確。分析問題的思路：初始條件一相對(duì)運(yùn)動(dòng)一判斷滑動(dòng)摩擦力的大小和方向一分析出物體受的合 外力和加速度大小和方向一由物體速度變化再分析相對(duì)運(yùn)動(dòng)來判斷以后的受力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 的改變。、水平放置運(yùn)行的傳送帶1. 1 .如圖所示，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（）a.vi丫2 ,詢t2b.0丫2,詢t2c.viv2 , tlt2d.viv2, tlt21. d提示：物體從滑槽滑至末端時(shí)，速度是一定的.若傳送帶不動(dòng)，物體受摩擦力方向水平向左

7、，做勻減速直線運(yùn)動(dòng).若傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，物體受摩擦力方向水平向左， 做勻減速直線運(yùn)動(dòng). 兩次在傳送帶都做勻減速運(yùn)動(dòng)，對(duì)地位移相同，加速度相同，所以末速度相同，時(shí)間相同，故 d.2 .如圖7所示，一水平方向足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速度vi沿順圖r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 = v18. 右 v1 v2 時(shí)，貝u v2 = v2c.右 vi v2 時(shí)，貝u v2 = v2 d.不官v2多大,v2 = v2. 2.

8、b3 .物塊從光滑斜面上的 p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3. b提示：傳送帶靜止時(shí)，物塊能通過傳送帶落到地面上，說明滑塊在傳送帶上一直 做勻減速運(yùn)動(dòng).當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的加速度不變，由v2 v2 2as可知，滑塊滑離傳送帶時(shí)的速度vt不變，而下落高度決定了平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t不變，因此，平拋的水平位移不變，即落點(diǎn)仍在q點(diǎn).4. (2003年江蘇理綜

9、)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)(1=0.1, ab間的距離l=2m, g取10m/s2.(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.n

10、解析：(1)滑動(dòng)摩擦力f=(1 mg 以題給數(shù)值代入，得 f=4n 由牛頓第二定律得 f=ma代入數(shù)值，得a=lm/s 2(2)設(shè)行李做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,行李加速運(yùn)動(dòng)的末速度 v=1m/s.則v=at代入數(shù)值，得t=1s(3)行李從a勻加速運(yùn)動(dòng)到b時(shí)，傳送時(shí)間最短.則l卜：2代入數(shù)值，得tmin 2s傳送帶對(duì)應(yīng)的運(yùn)行速率vmin =at min代人數(shù)據(jù)解得vmin =2m/s6. （2006年全國(guó)理綜i ） 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ao開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其速度達(dá)到 v0后，便以此速度勻速

11、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.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 ao.根據(jù)牛頓第二定律，可得設(shè)經(jīng)歷時(shí)間t ,傳送帶由靜止開始加速到速度等于vo,煤塊則由靜止加速到v,有vo= aot , v= at由于aao,故vvo,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vo,有vo = v+at此后，煤塊與傳送帶運(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 o增加到vo的整個(gè)過程中，傳送帶和煤塊移動(dòng)的距離分別為so

12、和s,1 2v2so -agtvot , s -2 2a傳送帶上留下的黑色痕跡的長(zhǎng)度l = so s由以上各式得i曳a更 2a g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0=37 ,從ab長(zhǎng)度為16m,傳送帶以iom/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0.5kg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） x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

13、的運(yùn)動(dòng)情況要看mgsin 0與所受的最大靜摩擦力，若 tan 則將隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，分析清楚花了受力情況與運(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x/x力等于滑動(dòng)摩擦力大小.qx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a1二10x （0.6+ 0.5 x 0.8 m/s 2=10m/s 2物體加速至與傳送帶速度相等需要的時(shí)間t11s=1s,人a110?！眛i時(shí)間內(nèi)位移s a1t2 5m .2 1 1由于 tan 0,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

14、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：2mgsin mg cosma2,a2 2m/s設(shè)后一階段物體滑至底端所用的時(shí)間為t2,由 l s vt2 a2t22,解得 t2=1s, t2 = 11s (舍去).所以物體由a一b的時(shí)間t=t i+t2=2s.2.如圖32 24所示，傳送帶兩輪 a、b的距離l=11 m,皮帶以恒定速度 v = 2 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.c =0.8，傳送帶的傾角為a =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

15、/s 2, cos37 = 0.8)2.解析：將物體放在傳送帶上的最初一段時(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 (1 mgcos37 - mgsin37 = ma貝u a=gcos37 gsin37 = 0.4 m/s 2物體加速至2 m/s所需位移v222s0=w=2j m = 5 ml經(jīng)分析可知物體先加速5 m再勻速運(yùn)動(dòng) s= ls0 = 6 m.勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t1 = v= 魯 s= 5 s.a 0.4勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2 = -s=| s= 3 s.則總時(shí)間 t =t1 + t2=(5 + 3) s = 8 s.答案：8 s三、組合類的傳送帶1 .如圖所示的傳送皮帶，其水

16、平部分ab長(zhǎng)sab=2m , bc與水平面夾角0=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 ,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 =0.|, g=l0m/s 2)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fi ma,%fn mg,v at ,得p勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1 0.8s.

17、aigsi a1t1 gt?220.8m, sabsivt2 ，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2 sab s1 0.6s. vp以速率v開始沿bc下滑，此過程重力的下滑分量mgsin37 =哂；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2 mg cos37 mg cos37ma3,a3 0.4g 4m/s ,1, 2sbc vt3 a3t3 ,斛付 t3 = 1s （力斛 t32s,舍去）.2從a至c經(jīng)過時(shí)間t=t+t2+t3=2.4s .2 .如圖所示為一貨物傳送貨物的傳送帶abc.傳送帶的ab部分與水平面夾角“=37。，bc部分與水平面夾角3 =53 ,

18、ab部分長(zhǎng)度為4.7m , bc部分長(zhǎng)度為3.5m. 一個(gè)質(zhì)量為m=1kg 的小物體a （可視為質(zhì)點(diǎn)）與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)科=0.8.傳送帶沿順時(shí)針方向以速率v=1m/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng).若把物體a輕放到a處，它將被傳送帶送到c處，此過程中物體 a不會(huì)脫離傳送帶.求：物體a從a處被傳送到b處所用的時(shí)間；（sin37 =0.6 , sin53 =0.8 , g=10m/s 2）解：物體a輕放在a點(diǎn)后在摩擦力和重力作用下先做勻速直線運(yùn)動(dòng)直到和傳送帶速度相等，然后和傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)。在這一加速過程中有加速度mg cos mg sina1m1 10 (0.8 0.8 。6)10.4m/ s2 運(yùn)動(dòng)時(shí)間t12.5sa1運(yùn)動(dòng)距離s12a1122 0.41.25m sabab在ab部分勻速運(yùn)動(dòng)過程中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1sabsi4.7 1.2513.45s所以物體a從a處被傳送到b和所用的時(shí)間t t1 t2 2.5 3.45 5.95s3 .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