高考物理必修知识点巩固练习 涉及到传送带问题解析

【巩固练习】一、选择题：1、（2015 安徽四校联考）如图所示，传送带向上匀速运动，将一木块轻轻放在倾斜的传送带上瞬间，则关于木块受到的摩擦力，以下说法中正确的是（ ）A木块所受的摩擦力方向沿传送带向上B木块所受的合力可能为零C此时木块受到四个力的作用D木块所受的摩擦力方向有可能沿传送带向下2、（2015 德州市期末考）如图所示，传送带以1m/s的速率顺时针匀速转动现将一质量m=0.6kg的物体轻轻地放在传送带的最左端，物体与传送带间的动摩擦因数=0.1，传送带两转轴间的距离L=2.5m，则物体从最左端运动到最右端所用的时间为（g取10m/s2）（ ）ABsC3 sD2.5s二、计算题：1如图所示，一皮带输送机的皮带以的速率做匀速运转，有效输送距离S=29.8 m，倾角=37将一物体（可视为质点）轻放在A点，物体与皮带间的动摩擦因数=0.1，求物体由A到B所需的时间？（g取10 m/s2）2如图所示，一平直的传送带以速度v=2 m / s匀速运动，传送带把A处的工件运送到B处，A、B相距L=10 m。从A处把工件无初速地放到传送带上，经过时间t=6 s能传送到B处。欲用最短的时间把从A处传送到B处，求传送带的运行速度至少多大？3如图所示，皮带轮带动传送带沿逆时针方向以速度v0=2 m/s匀速运动，两皮带轮之间的距离L=3.2 m，皮带绷紧与水平方向的夹角=37。将一可视为质点的小物块无初速地从上端放到传送带上，已知物块与传送带间的动摩擦因数=0.5，物块在皮带上滑过时能在皮带上留下白色痕迹。求物体从下端离开传送带后，传送带上留下的痕迹的长度。（sin37=0.6，cos37=0.8，取g=10 m/s2）4.水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行安全检查。如图所示为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB始终保持v=1m/s的恒定速率运行。一质量为m=4kg的行李无初速度地放在A处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设行李与传送带间的动摩擦因数=0.1，AB间的距离=2m，g取10 m/s2。求：（1）求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小；（2）求行李做匀加速直线运动的时间；（3）如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处。求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。5.一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6.如图所示，传送带与水平方向夹37角，AB长为L16m的传送带以恒定速度v10m/s运动，在传送带上端A处无初速释放质量为m0.5kg的物块，物块与带面间的动摩擦因数0.5，求：（1）当传送带顺时针转动时，物块从A到B所经历的时间为多少？ （2）当传送带逆时针转动时，物块从A到B所经历的时间为多少？ (sin370.6，cos370.8，取g10 m/s2)7、（2015 临忻市期末考）如图所示，传送带与地面倾角=37，从A到B长度为L=10.25m，传送带以V0=10m/s的速率逆时针转动在传送带上端A无初速地放一个质量为m=0.5kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为=0.5煤块在传送带上经过会留下黑色划痕 已知sin37=0.6，g=10m/s2，求：（1）煤块从A到B的时间（2）煤块从A到B的过程中传送带上形成划痕的长度8. 如图所示的传送带，其水平部分ab的长度为2 m，倾斜部分bc的长度为4 m，bc与水平面的夹角37，现将一小物块A（可视为质点）轻轻放在传送带的a端，物块A与传送带之间的动摩擦因数0.25传送带沿图所示方向以v2 m/s 的速度匀速运动，若物块A始终未脱离传送带，试求小物块A从a端被传送到c端所用的时间？（取g10m/s2 ，sin370.6 ,cos370.8 ）【答案与解析】一、选择题：1、A解析：A、将一木块轻轻放在倾斜的传送带上瞬间，木块相当于传送带有向下运动的趋势，受到向上的滑动摩擦力，A正确D错误；B、放上木块后，木块要先做加速运动，所以合力不为零，B错误；C、木块受重力、支持力、滑动摩擦力三个力的作用，C错误；故选：A2、C解析：根据牛顿第二定律得物块的加速度为：，物块速度达到传送带速度时的位移为：，知物块先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动达到与传送带同速时：匀速时间总时间为1+2=3s故选：C二、计算题：13s解析：轻放物体于A点，即物体初速度为零。而皮带速度沿斜面向下，这样皮带给物体一个沿斜面向下的摩擦力f。物体在摩擦力和重力分力的共同作用下，从初速度为零开始加速运动，在物体的速度小于皮带的速度时，前面受力情况不会变化，如果物体在到达B之前某一瞬时速度达到皮带的速度，则这一瞬间f=0，加速度gsin0，沿斜面向下。随后物体相对皮带向下滑动，皮带给物体的摩擦力变换方向，成为阻力，物体将以另一种加速运动走完后一段路程。物体轻放于A点，物体初速度为零，皮带沿斜面向下运动，皮带受物体施给的滑动摩擦沿斜面向上，由牛顿第三定律得出物体受皮带施加的摩擦力沿斜面向下由牛顿第二定律，有：则：当物体与皮带速度相同时，滑动摩擦力为零，历时t1，位移为s1。因为，所以物体在重力分力mgsin作用下继续加速运动，物体速度大于皮带速度。物体相对皮带向下运动，物体受滑动摩擦力的方向改为沿斜面向上由牛顿第二定律，有： 物体经t2达到B点， 即：解得t2=1 st总=t1+t2=2 s+1 s=3 s。2解析：因，所以工件在6 s内先匀加速运动，后匀速运动，有， 解上述四式得t1=2s，若要工件最短时间传送到B，工件加速度仍为a，设此时传送带速度为V，同上理有又t1=V/a t2=tt1化简得 当，即时，t有最小值，表明工件一直加速到B所用时间最短。所以欲用最短的时间把从A处传送到B处，传送带的运行速度至少为。31m解析：设物体刚放到皮带上时与皮带的接触点为P，则物块速度达到v0前的过程中，由牛顿第二定律有：，代入数据解得a1=10 m / s2经历时间 P点位移，物块位移划出痕迹的长度 物块的速度达到v0之后由牛顿第二定律有：，代入数据解得a2=2 m/s2到脱离皮带这一过程，经历时间t2解得t2=1 s 此过程中皮带的位移 由于，所以痕迹长度为。4. （1）4N 1 m/s2 （2）1 s（3）2 s 2m/s解析：水平传送带问题研究时，注意物体先在皮带的带动下做匀加速运动，当物体的速度增到与传送带速度相等时，与皮带一起做匀速运动，要想传送时间最短，需使物体一直从A处匀加速到B处。（1）行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力 f=mg 以题给数据代入，得f=4N 由牛顿第二定律，得f=ma 代入数值，得a=1 m/s2（2）设行李做匀加速直线运动的时间为t，行李加速运动的末速度为v=1m/s，则v=at 代入数据，得t=1 s。（3）行李从A处匀加速运动到B处时，传送时间最短，则 代入数据，得tmin=2 s。 传送带对应的最小运行速率 代入数据，解得 5. 解析：解法1 力和运动的观点根据“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。根据牛顿第二定律，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，故，煤块继续受到滑动摩擦力的作用。再经过时间，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 解法2 图象法作出煤块、传送带的图线如图所示，图中标斜线的三角形的面积，即为煤块相对于传送带的位移，也即传送带上留下的黑色痕迹的长度 由解得 6. (1)4s (2)2s解析：(1) 当传送带顺时针转动时，设物块的加速度为a ，物块受到传送带给予的滑动摩擦力mgcos37方向沿斜面向上且小于物块重力的分力mgsin37，根据牛顿第二定律，有： 代入数据可得： a2m/s2物块在传送带上做加速度为a2 m/s2的匀加速运动，设运动时间为t， t 代入数据可得：t4s（2）物块放上传送带的开始的一段时间受力情况如图所示，前一阶段物块作初速为0的匀加速运动，设加速度为a1 ，由牛顿第二定律，有 , 解得：a1 10m/s2,设物块加速时间为t1 ，则t1 ， 解得：t1=1s 因位移s1=5m16m ,说明物块仍然在传送带上设后一阶段物块的加速度为a2, 当物块速度大于传送带速度时，其受力情况如图所示由牛顿第二定律，有：,解得a22m/s2 ，设后阶段物块下滑到底端所用的时间为t2由，解得t21s (另一解11s 不合题意舍去)所以物块从A到B的时间为：tt1t22s7、（1）煤块从A到B的时间为2s；（2）传送带表面留下黑色炭迹的长度为5m解析：（1）开始阶段由牛顿第二定律得：所以：物体加速至与传送带速度相等时需要的时间： 发生的位移：，所以物体加速到10m/s 时仍未到达B点，此时摩擦力方向改变第二阶段有：，所以：设第二阶段物体滑动到B的时间为t2 ，则：解得： 在B点的速度为：总时间：（2）第一阶段炭块的速度小于皮带速度，炭块相对皮带向上移动，炭块的位移为：传送带的位移为10m，故炭块相对传送带上移5m；第二阶段炭块的速度大于皮带速度，炭块相对皮带向下移动，炭块的位移为：传送带的位移为10m，即炭块相对传送带下移1m：故传送带表面留下黑色炭迹的长度为5m；8. 2.4s解析：设物块在水平传送带上加速的过程中的加速度为a1，根据牛顿第二定律有： 解得 : a12.5m/s2 设物块A做运加速运动的时间为t1 ， 解得： t10.8 s 设物块A相对传送带加速运动的位移为S1，则S1 解得： S10.8 m当A的速度