2018高中物理第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律4深度剖析傳送帶問題練習(xí)新人教版必修120180820281

1、深度剖析傳送帶問題（答題時(shí)間：30分鐘）1. 如圖所示，傾角為的傳送帶沿逆時(shí)針方向以加速度a加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小物體a與傳送帶相對(duì)靜止，重力加速度為g，則（）a. 只有agsin，a才受沿傳送帶向下的靜摩擦力作用b. 只有agsin，a才受沿傳送帶向上的靜摩擦力作用c. 只有agsin，a才受沿傳送帶向上的靜摩擦力作用d. 無(wú)論a為多大，a都受沿傳送帶向上的靜摩擦力作用2.（甘肅模擬）三角形傳送帶以1m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩邊的傳送帶長(zhǎng)都是2m且與水平方向的夾角均為37°?，F(xiàn)有兩個(gè)小物塊a、b都從傳送帶頂端以1m/s的初速度沿傳送帶下滑，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是0.5，下列說(shuō)法

2、正確的是（）a. 物塊a先到達(dá)傳送帶底端b. 物塊a、b同時(shí)到達(dá)傳送帶底端c. 傳送帶對(duì)物塊a、b均做負(fù)功d. 物塊a、b在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)度不相同3. 如圖，一水平傳送帶以2m/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，傳送帶左右兩端a、b的距離為s12m，將一物體無(wú)初速、輕輕地放在傳送帶a端，物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦系數(shù)0.1，重力加速度g取10m/s2；求：（1）物體做勻速運(yùn)動(dòng)的位移；（2）物體從傳送帶a端運(yùn)動(dòng)到傳送帶b端所需的時(shí)間。4. 如圖所示，傳送帶右端有一與傳送帶等高的光滑水平面，一行李包（可視為質(zhì)點(diǎn)）以一定的初速度v0向左滑上傳送帶，傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，速度為v4m/s，且vv0，已知行李包與傳送帶間

3、的動(dòng)摩擦因數(shù)0.20，當(dāng)傳送帶長(zhǎng)度為l12m時(shí)，行李包從滑上水平傳送帶的右端到左端的時(shí)間剛好為t2s，皮帶輪與皮帶之間始終不打滑，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，求行李包的初速度v0。5. 傳送帶在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，如圖所示，平臺(tái)上的人欲通過(guò)一根平行于傳送帶的輕繩將物品拉上平臺(tái)，已知物品質(zhì)量m50kg，可看成質(zhì)點(diǎn)，用f500n的恒力從靜止開始往上拉，傳送帶與水平面間的夾角37°，從傳送帶底端到平臺(tái)左邊的距離l2.25m，傳送帶以恒定速度v2m/s順時(shí)針運(yùn)行，物品與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。（g取10m/s2，sin 37°0.6，

4、cos 37°0.8）問：（1）物品從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)到平臺(tái)上所用的時(shí)間是多少？（2）若在物品離傳送帶底端l00.44m處時(shí)，立即撤去恒力f，求物品再經(jīng)過(guò)多少時(shí)間離開傳送帶？6. 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。初始時(shí)，傳送帶與煤塊都是靜止的?，F(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，便以此速度做勻速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)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。7. 如圖所示，有一水平放置的足夠長(zhǎng)的皮帶輸送機(jī)以v=5m/s的速率沿順時(shí)針方向運(yùn)行，有一物體以v0=10m/s的初速度從皮

5、帶輸送機(jī)的右端沿皮帶水平向左滑動(dòng)，若物體與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，并取g=10m/s2，求物體從開始運(yùn)動(dòng)到回到出發(fā)點(diǎn)所用的時(shí)間。1. ab 解析：當(dāng)a不受傳送帶的摩擦力的時(shí)候，對(duì)物體受力分析可知，此時(shí)物體的加速度的大小為gsin，a. 當(dāng)傳送帶的加速度agsin時(shí)，物體有向后滑的趨勢(shì)，所以物體a將受到沿傳送帶向下的靜摩擦力作用，所以a正確；b. 當(dāng)傳送帶的加速度agsin時(shí)，物體有向下滑的趨勢(shì)，所以物體a將受到沿傳送帶向上的靜摩擦力作用，所以b正確；c. 當(dāng)傳送帶的加速度agsin時(shí)，物體的加速度和傳送帶的加速度相同，此時(shí)物體和傳送帶一起運(yùn)動(dòng)，沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，此時(shí)物體a不受摩擦力作用，所以c錯(cuò)

6、誤；d. 由前面的分析可知，d錯(cuò)誤。2. bcd 解析：a. ab都以1m/s的初速度沿傳送帶下滑，故傳送帶對(duì)兩物體的滑動(dòng)摩擦力均沿斜面向上，大小也相等，故兩物體沿斜面向下的加速度大小相同，滑到底端時(shí)位移大小相同，故時(shí)間相同，故a錯(cuò)誤，b正確；滑動(dòng)摩擦力向上，位移向下，摩擦力做負(fù)功，故c正確；劃痕長(zhǎng)度由相對(duì)位移決定，a物體與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相同，劃痕較少，故d正確。3. 解：（1）對(duì)物體，由牛頓第二定律得：mgma，代入數(shù)據(jù)解得：a1m/s2，物體與傳送帶速度相等時(shí)：t1s2s，物體的位移：x1at12×1×22m2m，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移：x2sx112210m；（2）

7、物體勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t25s， 物體從a運(yùn)動(dòng)到b的時(shí)間：tt1t2257s；答：（1）物體做勻速運(yùn)動(dòng)的位移為10m；（2）物體從傳送帶a端運(yùn)動(dòng)到傳送帶b端所需的時(shí)間為7s。4. 解：行李包滑上傳送帶后做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)時(shí)間tl與傳送帶速度相等，此后做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，加速度：設(shè)經(jīng)時(shí)間t1包與傳送帶速度相同，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：包從右端到左端，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得：聯(lián)立解得：答：行李包的初速度為8m/s。5. 解：（1）物品在達(dá)到傳送帶速度之前，由受力情況，據(jù)牛頓定律有：fmgcos37°mgsin37°ma1解得：a18m/s2由vat 和得： t10.25s，x10.2

8、5m 隨后由受力情況，據(jù)牛頓第二定律有：fmgcos37°mgsin37°ma2解得：a20，即物品隨傳送帶勻速上升位移：x2lx12m，t21s總時(shí)間：tt1t21.25s （2）l00.44mx10.25m，物品的速度等于傳送帶的速度v2m/s撤去外力f，由物品受力情況，牛頓定律有：mgcos37°mgsin37°ma3代入數(shù)據(jù)解得：a32m/s2由 代入數(shù)據(jù)解得：x31m 因?yàn)閘0x31.44ml2.25m 物品速度減為零后倒回傳送帶底部，由 代入數(shù)據(jù)解得：t32.2s 答：（1）物品從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)到平臺(tái)上所用的時(shí)間是1.25s；（2）若在物品離

9、傳送帶底端l00.44m處時(shí)，立即撤去恒力f，物品再經(jīng)過(guò)2.2s離開傳送帶。6. 解：方法一：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)牛頓運(yùn)動(dòng)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v0，煤塊則由靜止加速到v，有 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(guò)時(shí)間t'，煤塊的速度由v增加到v0，有 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0增加到v0的整個(gè)過(guò)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 由以上各式得 小結(jié)：本方法的思路是整體分析兩物體的運(yùn)動(dòng)情況，分別對(duì)兩個(gè)物體的全過(guò)程求位移。方法二：第一階段：傳送帶由靜止開始加速到速度v0，設(shè)經(jīng)歷時(shí)間為t，煤塊加速到v，有vv傳送帶和煤塊的位移分別為s1和s2，第二階段：煤塊繼續(xù)加速到v0，設(shè)經(jīng)歷時(shí)間為，有v傳送帶和煤塊的位移分別為s3和s4，有傳送帶上留下的黑色痕跡的長(zhǎng)度由以上各式得方法三：傳送帶加速到v0，有 傳送帶相對(duì)煤塊的速度 傳送帶加速過(guò)程中，傳送帶相對(duì)煤塊的位移為【相對(duì)初速度為零，相對(duì)加速度是】傳送帶勻速過(guò)程中，傳送帶相對(duì)煤塊的位移【相對(duì)初速度為t，相對(duì)加速度是】整個(gè)過(guò)程中傳送帶相對(duì)煤塊的位移即痕跡