物理新案同步粵教一講義：模塊要點(diǎn)回眸 第25點(diǎn) 含答案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第25點(diǎn)動(dòng)力學(xué)中的傳送帶問題1.模型特征一個(gè)物體以速度v0（v0≥0)在另一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)的物體上開始運(yùn)動(dòng)的力學(xué)系統(tǒng)可看成“傳送帶"模型.2.問題關(guān)鍵求解的關(guān)鍵在于對(duì)物體所受的摩擦力進(jìn)行正確的分析判斷，判斷摩擦力時(shí)要注意比較物體的運(yùn)動(dòng)速度與傳送帶的速度，也就是分析物體在運(yùn)動(dòng)位移s（對(duì)地）的過程中速度是否和傳送帶速度相等,物體的速度與傳送帶速度相等的時(shí)刻就是物體所受摩擦力發(fā)生突變的時(shí)刻.例如，在水平傳送帶上滑動(dòng)摩擦力往往突變?yōu)榱悖辉趦A斜傳送帶上，滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力，或者滑動(dòng)摩擦力的方向發(fā)生突變。對(duì)點(diǎn)例題如圖1所示，傳送帶與水平面的夾角θ＝37°，并以v＝10m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶的A端輕輕地放一小物體。若已知物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，傳送帶A端到B端的距離L＝16m，求小物體從A端運(yùn)動(dòng)到B端所需的時(shí)間.（g取10m/s2，sin37°＝0。6，cos37°＝0.8）圖1解題指導(dǎo)設(shè)小物體的質(zhì)量為m，小物體被輕輕地放在傳送帶A端，小物體沿傳送帶方向速度為零，但傳送帶的運(yùn)動(dòng)速率為v＝10m/s，二者速率不相同,它們之間必然存在相對(duì)運(yùn)動(dòng).傳送帶對(duì)小物體有沿傳送帶向下的滑動(dòng)摩擦力作用,小物體的受力情況如圖甲所示.設(shè)小物體的加速度為a1,則由牛頓第二定律有mgsinθ＋f1＝ma1 ①FN＝mgcosθ ②f1＝μFN ③聯(lián)立①②③式并代入數(shù)據(jù)解得a1＝10m/s2小物體速度大小達(dá)到傳送帶速率v＝10m/s時(shí)，所用的時(shí)間t1＝eq\f(v,a1）＝1s在1s內(nèi)小物體沿傳送帶運(yùn)動(dòng)的位移s1＝eq\f（1，2）a1t12＝5m小物體的速度大小與傳送帶速率相同的時(shí)刻，若要跟隨傳送帶一起運(yùn)動(dòng),即相對(duì)傳送帶靜止,它必須受到沿傳送帶向上的摩擦力f＝mgsinθ＝6m的作用，但是此時(shí)刻它受到的摩擦力是f2＝μmgcosθ＝4m，小于f。因此,小物體與傳送帶仍有相對(duì)滑動(dòng)，設(shè)小物體的加速度為a2，這時(shí)小物體的受力情況如圖乙所示.由牛頓第二定律有mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，解得a2＝2m/s2.設(shè)小物體速度大小達(dá)到10m/s后又運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2才到達(dá)B端，則有s2＝L－s1＝vt2＋eq\f(1,2)a2t22代入數(shù)據(jù)解得t2＝1s，t2′＝－11s（舍去)小物體從A端運(yùn)動(dòng)到B端所需的時(shí)間t＝t1＋t2＝2s。答案2s【考點(diǎn)】動(dòng)力學(xué)中的傳送帶問題【題點(diǎn)】動(dòng)力學(xué)中的傳送帶問題如圖2所示，足夠長的水平傳送帶以v0＝2m/s的速率順時(shí)針勻速運(yùn)行。t＝0時(shí)，在最左端輕放一個(gè)小滑塊，t＝2s時(shí)，傳送帶突然制動(dòng)停下。已知滑塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0。2，取g＝10m/s2.下列關(guān)于滑塊相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的v－t圖象正確的是(）圖2答案B解析剛被放在傳送帶上時(shí),滑塊受到滑動(dòng)摩擦力作用做勻加速運(yùn)動(dòng)，a＝μg＝2m/s2，滑塊運(yùn)動(dòng)到與傳送帶速度相同需要的時(shí)間t1＝eq\f（v0,a)＝1s,然后隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝t－t1＝1s，當(dāng)傳送帶突然制動(dòng)停下時(shí),滑塊在傳送帶摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)直到靜止，a′＝－a＝－2m/s2，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t3＝eq\f（Δv，a′)＝eq\f（0－2,－2）s＝1s，選項(xiàng)B正確.【考點(diǎn)】動(dòng)力學(xué)中的傳送帶問題【題點(diǎn)】動(dòng)力學(xué)中的傳送帶問題

攀上山峰，見識(shí)險(xiǎn)