高中物理 第四章 牛顿运动定律 4 深度剖析传送带问题练习 新人教版必修1.doc

深度剖析传送带问题（答题时间：30分钟）1. 如图所示，倾角为的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时，小物体a与传送带相对静止，重力加速度为g，则（）a. 只有agsin，a才受沿传送带向下的静摩擦力作用b. 只有agsin，a才受沿传送带向上的静摩擦力作用c. 只有agsin，a才受沿传送带向上的静摩擦力作用d. 无论a为多大，a都受沿传送带向上的静摩擦力作用2.（甘肃模拟）三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2m且与水平方向的夹角均为37。现有两个小物块a、b都从传送带顶端以1m/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，下列说法正确的是（）a. 物块a先到达传送带底端b. 物块a、b同时到达传送带底端c. 传送带对物块a、b均做负功d. 物块a、b在传送带上的划痕长度不相同3. 如图，一水平传送带以2m/s的速度做匀速运动，传送带左右两端a、b的距离为s12m，将一物体无初速、轻轻地放在传送带a端，物体与传送带之间的动摩擦系数0.1，重力加速度g取10m/s2；求：（1）物体做匀速运动的位移；（2）物体从传送带a端运动到传送带b端所需的时间。4. 如图所示，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，一行李包（可视为质点）以一定的初速度v0向左滑上传送带，传送带逆时针转动，速度为v4m/s，且vv0，已知行李包与传送带间的动摩擦因数0.20，当传送带长度为l12m时，行李包从滑上水平传送带的右端到左端的时间刚好为t2s，皮带轮与皮带之间始终不打滑，不计空气阻力，g取10m/s2，求行李包的初速度v0。5. 传送带在工农业生产中有着广泛的应用，如图所示，平台上的人欲通过一根平行于传送带的轻绳将物品拉上平台，已知物品质量m50kg，可看成质点，用f500n的恒力从静止开始往上拉，传送带与水平面间的夹角37，从传送带底端到平台左边的距离l2.25m，传送带以恒定速度v2m/s顺时针运行，物品与传送带之间的动摩擦因数0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（g取10m/s2，sin 370.6，cos 370.8）问：（1）物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少？（2）若在物品离传送带底端l00.44m处时，立即撤去恒力f，求物品再经过多少时间离开传送带？6. 一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度做匀速运动。经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。7. 如图所示，有一水平放置的足够长的皮带输送机以v=5m/s的速率沿顺时针方向运行，有一物体以v0=10m/s的初速度从皮带输送机的右端沿皮带水平向左滑动，若物体与皮带间的动摩擦因数，并取g=10m/s2，求物体从开始运动到回到出发点所用的时间。1. ab 解析：当a不受传送带的摩擦力的时候，对物体受力分析可知，此时物体的加速度的大小为gsin，a. 当传送带的加速度agsin时，物体有向后滑的趋势，所以物体a将受到沿传送带向下的静摩擦力作用，所以a正确；b. 当传送带的加速度agsin时，物体有向下滑的趋势，所以物体a将受到沿传送带向上的静摩擦力作用，所以b正确；c. 当传送带的加速度agsin时，物体的加速度和传送带的加速度相同，此时物体和传送带一起运动，没有相对运动的趋势，此时物体a不受摩擦力作用，所以c错误；d. 由前面的分析可知，d错误。2. bcd 解析：a. ab都以1m/s的初速度沿传送带下滑，故传送带对两物体的滑动摩擦力均沿斜面向上，大小也相等，故两物体沿斜面向下的加速度大小相同，滑到底端时位移大小相同，故时间相同，故a错误，b正确；滑动摩擦力向上，位移向下，摩擦力做负功，故c正确；划痕长度由相对位移决定，a物体与传送带运动方向相同，划痕较少，故d正确。3. 解：（1）对物体，由牛顿第二定律得：mgma，代入数据解得：a1m/s2，物体与传送带速度相等时：t1s2s，物体的位移：x1at12122m2m，物体做匀速直线运动的位移：x2sx112210m；（2）物体匀速运动的时间：t25s， 物体从a运动到b的时间：tt1t2257s；答：（1）物体做匀速运动的位移为10m；（2）物体从传送带a端运动到传送带b端所需的时间为7s。4. 解：行李包滑上传送带后做匀减速运动，设经时间tl与传送带速度相等，此后做匀速运动，根据牛顿第二定律，加速度：设经时间t1包与传送带速度相同，由运动学公式得：包从右端到左端，由运动学公式可得：联立解得：答：行李包的初速度为8m/s。5. 解：（1）物品在达到传送带速度之前，由受力情况，据牛顿定律有：fmgcos37mgsin37ma1解得：a18m/s2由vat 和得： t10.25s，x10.25m 随后由受力情况，据牛顿第二定律有：fmgcos37mgsin37ma2解得：a20，即物品随传送带匀速上升位移：x2lx12m，t21s总时间：tt1t21.25s （2）l00.44mx10.25m，物品的速度等于传送带的速度v2m/s撤去外力f，由物品受力情况，牛顿定律有：mgcos37mgsin37ma3代入数据解得：a32m/s2由 代入数据解得：x31m 因为l0x31.44ml2.25m 物品速度减为零后倒回传送带底部，由 代入数据解得：t32.2s 答：（1）物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是1.25s；（2）若在物品离传送带底端l00.44m处时，立即撤去恒力f，物品再经过2.2s离开传送带。6. 解：方法一：根据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度a小于传送带的加速度a0。根据牛顿运动定律，可得设经历时间t，传送带由静止开始加速到速度等于v0，煤块则由静止加速到v，有 由于aa0，故vv0，煤块继续受到滑动摩擦力的作用。再经过时间t，煤块的速度由v增加到v0，有 此后，煤块与传送带运动速度相同，相对于传送带不再滑动，不再产生新的痕迹。设在煤块的速度从0增加到v0的整个过程中，传送带和煤块移动的距离分别为s0和s，有 传送带上留下的黑色痕迹的长度 由以上各式得 小结：本方法的思路是整体分析两物体的运动情况，分别对两个物体的全过程求位移。方法二：第一阶段：传送带由静止开始加速到速度v0，设经历时间为t，煤块加速到v，有vv传送带和煤块的位移分别为s1和s2，第二阶段：煤块继续加速到v0，设经历时间为，有v传送带和煤块的位移分别为s3和s4，有传送带上留下的黑色痕迹的长度由以上各式得方法三：传送带加速到v0，有 传送带相对煤块的速度 传送带加速过程中，传送带相对煤块的位移为【相对初速度为零，相对加速度是】传送带匀速过程中，传送带相对煤块的位移【相对初速度为t，相对加速度是】整个过程中传送带相对煤块的位移即痕迹长度 由以