高考物理传送带问题经典题型ppt课件.ppt

11 传送带 1 1 水平传送带长20m 工件轻放于皮带一端 要使被传送工件从皮带的一端经过11s传送到另一端 已知工件与传送带间动摩擦因数 0 1 则传送带匀速运动速度是 m s 解 工件先做匀加速运动 后匀速运动 a mg m 1m s2 v1 at1s1 1 2at12 s2 v1t2 at1 11 t1 s1 s2 20 化简得t12 22t1 40 0 解得t1 2s v1 at1 2m s 2 2 2 如图所示 一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动 一物体以水平速度v2从右端滑上传送带后 经过一段时间又返回光滑水平面 此时速率为v2 则下列说法正确的是 A 若v1v2 则v2 v2C 不管v2多大 总有v2 v2D 只有v1 v2时 才有v2 v2 AB 解见下页 3 解 物体向左匀减速运动和向右匀加速运动 加速度的大小均为a g 若v1 v2 则物体先向左匀减速到0 位移为s 再向右匀加速到v1时 位移小于s 最后以v1做匀速运动返回光滑水平面 若v1 v2 则物体先向左匀减速到0 位移为s 再一直向右匀加速返回到光滑水平面时 位移也为s 速度恰好等于v2 因此A B正确C D错误 4 3 如图所示 水平传送装置由轮半径均为的主动轮O1和从动轮O2及传送带等构成 两轮轴心相距L 8 0m 轮与传送带不打滑 现用此装置运送一袋面粉 已知面粉袋与传送带间的动摩擦因数为 0 4 这袋面粉中间的面粉可不断地从袋中渗出 1 当传送带以v0 4 0m s的速度匀速运动时 将这袋面粉由左端O2正上方的A点轻放在传送带上后 这袋面粉由A端运送到O1正上方的B端所用时间为多少 2 要想尽快将这带面粉由A端送到B端 设初速度仍为零 主动轮O1的转速至少应为多大 3 由于面粉的渗漏 在运送这袋面粉的过程中会在深色传送带上留下白色的面粉的痕迹 这袋面粉在传送带上留下的痕迹最长能有多长 设袋的初速度仍为零 此时主动轮的转速应满足何种条件 5 解 设面粉袋的质量为m 其在与传送带产生相当滑动的过程中所受的摩擦力f mg 故而其加速度为 1 若传送速带的速度v带 4 0m s 则面粉袋加速运动的时间 在t1时间内的位移为 其后以v 4 0m s的速度做匀速运动 s2 lAB s1 vt2 解得t2 1 5s 运动的总时间为t t1 t2 2 5s 2 要想时间最短 m应一直向B端做加速运动 可得 此时传送带的运转速度为 6 4 如图所示 两轮靠皮带传动 绷紧的皮带始终保持3m s的速度水平匀速运动 一质量为1kg的小物体无初速度的放到皮带轮的A处 若物体与皮带的动摩擦因数 0 2 AB间距为5 25m 取g 10m s2 1 求物体从A到B所需的时间 2 传送带对物体做了多少功 3 传送带与物体之间产生了多少热量 解 7 解 1 物体先做匀加速运动 速度达到v后做匀速运动 2 传送带对物体做功等于物体动能的增量 3 木块与传送带的相对位移 S vt1 s1 2 25m 传送带与物体之间产生热量 8 5 如图 a 所示 一滑块在光滑曲面轨道上由静止开始下滑h高度后进入水平传送带 传送带的运行速度大小为v 4m s 方向如图 滑块离开传送带后在离地H高处水平抛出 空气阻力不计 落地点与抛出点的水平位移为s 改变h的值测出对应的s值 得到如图 b 所示h 0 8m范围内的s2随h的变化图线 由图线可知 抛出点离地高度为H m 图中hx m 解见下页 10 1 6 9 由图像知 h 0 8m时 s2 32m2 图像的斜率 解得hx 1 6m 解 10 6 如图所示 固定的光滑圆弧轨道ACB的半径为0 8m A点与圆心O在同一水平线上 圆弧轨道底端B点与圆心在同一竖直线上 C点离B点的竖直高度为0 2m 物块从轨道上的A点由静止释放 滑过B点后进入足够长的水平传送带 传送带由电动机驱动按图示方向运转 不计物块通过轨道与传送带交接处的动能损失 物块与传送带间的动摩擦因数为0 1 g取10m s2 1 求物块从A点下滑到B点时速度的大小 2 若物块从A点下滑到传送带上后 又恰能返回到C点 求物块在传送带上第一次往返所用的时间 11 解 1 由机械能守恒定律得 2 物块先在传送带上作匀减速直线运动 运动时间为 通过的位移为 物块再在传送带上作匀加速直线运动 其末速度由 得 12 则匀加速直线运动的时间为 所以物块在传送带上第一次往返所用的时间为 匀速运动的时间为 然后再作匀速运动 其通过的位移为 通过的位移为 题目 13 7 如图所示 倾角为30 的光滑斜面的下端有一水平传送带 传送带正以6m s速度运动 运动方向如图所示 一个质量为m的物体 物体可以视为质点 从h 3 2m高处由静止沿斜面下滑 物体经过A点时 不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面 都不计其速率变化 物体与传送带间的动摩擦因数为0 5 物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处 重力加速度g 10m s2 则 1 物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间 2 传送带左右两端AB间的距离LAB为多少 3 如果将物体轻轻放在传送带左端的B点 它沿斜面上滑的最大高度为多少 14 解 1 2 传送带左右两端AB间的距离为L 15 16 3 物体在到达A点前速度与传送带相等 它沿斜面上滑的最大高度为h 题目 17 8 如图所示为车站使用的水平传送带的模型 它的水平传送带的长度为L 8m 传送带的皮带轮的半径均为R 0 2m 传送带的上部距地面的高度为h 0 45m 现有一个旅行包 视为质点 以v0 10m s的初速度水平地滑上水平传送带 已知旅行包与皮带之间的动摩擦因数为 0 6 皮带轮与皮带之间始终不打滑 g取10m s2 讨论下列问题 若传送带静止 旅行包滑到B端时 人若没有及时取下 旅行包将从B端滑落 则包的落地点距B端的水平距离为多少 设皮带轮顺时针匀速转动 若皮带轮的角速度 1 40rad s 旅行包落地点距B端的水平距离又是多少 18 设皮带轮以不同的角速度顺时针匀速转动 写出旅行包落地点距B端的水平距离s随皮带轮的角速度 变化的关系式并画出s 的图象 解 1 旅行包做匀减速运动 旅行包到达B端速度为 包的落地点距B端的水平距离为 19 2 当 1 40rad s时 皮带速度为v1 1R 8m s当旅行包的速度减为v1 8m s时 在皮带上运动了位移 以后旅行包做匀速直线运动 所以旅行包到达B端的速度也为v1 8m s 包的落地点距B端的水平距离为 3 皮带轮以不同的角速度顺时针匀速转动 若0 V皮 2m s 即0 10rad s时 货物从A到B一直匀减速运动 s 0 6 m 若2m s V皮 10m s 即10 50rad s时 货物从A到B先减速再匀速运动 VB R 若V皮 10m s即 50rad s时 货物从A到B匀速运动落地点到B点的水平距离 题目 20 因为若货物一直加速时 货物在B点时的速度 vB 14m s 若10m s V皮 14m s即50 70rad s时 货物从A到B先加速再匀速 所以 vB R落地点到B点的水平距离 若V皮 14m s即 70rad s时 货物一直加速 货物在B点时的速度 vB 14m s 落地点到C点的水平距离恒为 画出水平距离s随皮带轮的角速度 变化的图象如图所示 题目 第2页 21 9 如图所示 AB是一段位于竖直平面内的光滑轨道 高度为h 末端B处的切线方向水平 一个质量为m的小物体P从轨道顶端A处由静止释放 滑到B端后飞出 落到地面上的C点 轨迹如图中虚线BC所示 已知它落地时相对于B点的水平位移OC l 现在轨道下方紧贴B点安装一水平传送带 传送带的右端与B的距离为l 2 当传送带静止时 让P再次从A点由静止释放 它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出 仍然落在地面的C点 当驱动轮转动从而带动传送带以速度v匀速向右运动时 其他条件不变 P的落地点为D 不计空气阻力 1 求P滑至B点时的速度大小 2 求P与传送带之间的动摩擦因数 3 求出O D间的距离s随速度v变化的函数关系式 22 解 1 物体P在AB轨道上滑动时 物体的机械能守恒 根据机械能守恒定律 得物体P滑到B点时的速度为 2 当没有传送带时 物体离开B点后作平抛运动 运动时间为t 当B点下方的传送带静止时 物体从传送带右端水平抛出 在空中运动的时间也为t 水平位移为l 2 因此物体从传送带右端抛出的速度 23 根据动能定理 物体在传送带上滑动时 有 解出物体与传送带之间的动摩擦因数为 当传送带的速度时 物体将会在传送带上做一段匀变速运动 如果尚未到达传送带右端 速度即与传送带速度相同 此后物体将做匀速运动 而后以速度v离开传送带 v的最大值v2为物体在传送带上一直加速而达到的速度 即 题目 24 由此解得 当 物体将以速度离开传送带 因此得O D之间的距离为 当 即时 物体从传送带右端飞出时的速度为v O D之间的距离为 题目 第2页 25 综合以上的结果 得出O D间的距离s随速度v变化的函数关系式为 题目 第2页 第3页 26 图1 10 潮汐发电 是海洋能利用中发展最早 规模最大 技术较成熟的一种方式 某海港的货运码头 就是利用 潮汐发电 为皮带式传送机供电 图1所示为皮带式传送机往船上装煤 本题计算中取sin18o 0 31 cos18o 0 95 水的密度 1 0 103kg m3 g 10m s2 1 皮带式传送机示意图如图2所示 传送带与水平方向的角度 18o 传送带的传送距离为L 51 8m 它始终以v 1 4m s的速度运行 在传送带的最低点 漏斗中的煤自由落到传送带上 可认为煤的初速度为0 煤与传送带之间的动摩擦因数 0 4 求 从煤落在传送带上到运至传送带最高点经历的时间t 27 2 图3为潮汐发电的示意图 左侧是大海 中间有水坝 水坝下装有发电机 右侧是水库 当涨潮到海平面最高时开闸 水由通道进入海湾水库 发电机在水流的推动下发电 待库内水面升至最高点时关闭闸门 当落潮到海平面最低时 开闸放水发电 设某潮汐发电站发电有效库容V 3 6 106m3 平均潮差 h 4 8m 一天涨落潮两次 发电四次 水流发电的效率 1 10 求该电站一天内利用潮汐发电的平均功率P 28 3 传送机正常运行时 1秒钟有m 50kg的煤从漏斗中落到传送带上 带动传送带的电动机将输入电能转化为机械能的效率 2 80 电动机输出机械能的20 用来克服传送带各部件间的摩擦 不包括传送带与煤之间的摩擦 以维持传送带的正常运行 若用潮汐发电站发出的电给传送机供电 能同时使多少台这样的传送机正常运行 题目 29 解 1 煤在传送带上的受力如右图所示 根据牛顿第二定律 m gcos m gsin m a 设煤加速到v需要时间为t1 v at1t1 2s 设煤加速运动的距离为s1 v2 2as1s1 1 4m 设煤匀速运动的时间为t2 L s1 vt2t2 36s 总时间t t1 t2 38s 题目 第2页 30 2 一次发电 水的质量 M V 3 6 109kg 重力势能减少 一天发电的能量 E 4EP 10 平均功率 求出P 400kW 题目 第2页 第3页 31 3 一台传送机 将1秒钟内落到传送带上的煤送到传送带上的最高点 煤获得的机械能为 传送带与煤之间因摩擦产生的热 煤与传送带的相对位移 设同时使n台传送机正常运行 根据能量守恒 求出n 30台 题目 第2页 第3页 第4页 32 11 如图所示 光滑水平面MN的左端M处有一弹射装置P 右端N处与水平传送带恰平齐接触 传送带水平部分长度L 8m 沿逆时针方向以恒定速度v 6m s匀速转动 放在水平面上的两相同小物块A B间有一被压缩的轻质弹簧 弹性势能Ep 16J 弹簧与A相连接 与B不连接 A B与传送带间的动摩擦因数 0 2 物块质量mA mB 1kg 现将A B由静止开始释放 弹簧弹开 在B离开弹簧时 A未与P碰撞 B未滑上传送带 g取10m s2 求 33 1 B滑上传送带后 向右运动的最远处 从地面上看 与N点间的距离sm 2 B从滑上传送带到返回到N端的时间t 3 B回到水平面MN上后压缩被弹射装置P弹回的A上的弹簧 B与弹簧分离时 A B互换速度 然后B再滑上传送带 则P必须给A做多少功