一、水平传送带1、(07启东市).(18分)如图101,足够长的水平传送带始终以大小为v =3m/s 的速度向左运动,传送带上有一质量为M =2kg 的小木盒A ,A 与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3,开始时,A 与传送带之间保持相对静止。
先后相隔△t =3s 有两个光滑的质量为m =1kg 的小球B 自传送带的左端出发,以v 0=15m/s 的速度在传送带上向右运动。
第1个球与木盒相遇后,球立即进入盒中与盒保持相对静止,第2个球出发后历时△t 1=31s 而与木盒相遇。
求(取g =10m/s 2) (1)第1个球与木盒相遇后瞬间,两者共同运动的速度多大?(2)第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇?(3)自木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中,由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少?1、(18分)(说明:其他方法正确按步骤参照给分)解:⑴设第1个球与木盒相遇后瞬间,两者共同运动的速度为v 1,根据动量守恒定律:01()mv Mv m M v -=+ (2分)代入数据,解得: v 1=3m/s (1分)⑵设第1个球与木盒的相遇点离传送带左端的距离为s ,第1个球经过t 0与木盒相遇,则: 00s t v = (2分) 设第1个球进入木盒后两者共同运动的加速度为a ,根据牛顿第二定律: ()()m M g m M a μ+=+得: 23/a g m s μ==(2分)设木盒减速运动的时间为t 1,加速到与传送带相同的速度的时间为t 2,则: 12v t t a∆===1s (1分) 故木盒在2s 内的位移为零(2分)依题意: 011120()s v t v t t t t t =∆+∆+∆--- (2分) 代入数据,解得: s =7.5m t 0=0.5s (1分) ⑶自木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的这一过程中,传送带的位移为图101S ,木盒的位移为s 1,则: 10()8.5S v t t t m =∆+∆-= (2分) 11120() 2.5s v t t t t t m =∆+∆---= (2分) 故木盒相对与传送带的位移: 16s S s m ∆=-=则木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是: 54Q f s J =∆= (2分)2、07湖北.(12分)如图84所示为车站使用的水平传送带装置的示意图,绷紧的传送带始终保持3.0m/s 的恒定速率运行,传送带的水平部分AB 距水平地面的高度为h =0.45m .现有一行李包(可视为质点)由A 端被传送到B 端,且传送到B 端时没有被及时取下,行李包从B 端水平抛出,不计空气阻力,g 取10m/s 2.(1)若行李包从B 端水平抛出的初速ν0=3.0m/s ,求它在空中运动的时间和飞出的水平距离;(2)若行李包以ν0=1.0m/s 的初速从A 端向右滑行,行李包与传送带间的动摩擦因数μ=0.20,要使它从B端飞出的水平距离等于(1)中所求的水平距离,求传送带的长度上应满足的条件. 2、(12分)解:(1)设行李包在空中运动的时间为t ,飞出的水平距离为s ,则(2分) s =vt (1分)代入数值,得t =0.3s (1分)s =0.9m (1分)(2)设行李包的质量为m ,与传送带相对运动时的加速度为a ,则 滑动摩擦力F =μmg =ma (2分)代人数值,得a =2.0m/s 2 (1分)要使行李包从B 端飞出的水平距离等于(1)中所求水平距离,行李包从B 端水平抛出的初速应为v =3.0m/s设行李包被加速到v =3.0m/s 时通过的距离为s 0,则2as 0=v 2-v o 2 (2分)代人数值,得s o =2.0m (1分)故传送带的长度L 应满足的条件为L≥2.0m (1分)3、如图所示,水平传送带的皮带以恒定的速度v 运动,一个质量为m 如图84小物块以一定的水平初速度v 垂直皮带边缘滑上皮带,假设皮带足够大,物块与皮带间的动摩擦因数为μ。
(1)分析说明物块在皮带上做什么运动?(2)物块在皮带上运动的整个过程中,摩擦力对物块做的功及生的热。
(3)物块在皮带上运动的速度最小值。
4、如图所示,光滑水平面MN 上放两相同小物块A 、B ,左端挡板处有一弹射装置P ,右端N 处与水平传送带理想连接,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。
物块A 、B (大小不计)与传送带间的动摩擦因数2.0=μ。
物块A 、B 质量m A =m B =1kg 。
开始时A 、B 静止,A 、B 间压缩一轻质弹簧,贮有弹性势能E p =16J 。
现解除锁定,弹开A 、B 。
求:(1)物块B 沿传送带向右滑动的最远距离。
(2)物块B 滑回水平面MN 的速度Bv '。
(3)若物体B 返回水平面MN 后与被弹射装置P 弹回的A 在水平面上相碰,且A 、B 碰后互换速度,则弹射装置P 必须给A 做多少功才能让AB 碰后B 能从Q 端滑出。
3、解析:以传送带的运动方向为x 轴、以物块运动方向为y 轴,建立平面直角坐标系。
(1)先以传送带为参考系考虑问题:开始时物块相对于传送带的速度大小为2v ,方向与x 轴成1350。
滑动摩擦力方向总与相对运动方向相反,即与x 轴成-450。
如图所示。
由于物块受到的外力为恒力,它相地于传送带做的是匀减速直线运动,至速度减为0,就不再受摩擦力作用,将与传送带保持相对静止。
现在再转换到以地面为参考系:物块先做初速度为v (方向沿+y 方向)、加速度为μg 的匀变速曲线运动,加速度方向始终与皮带边缘成–45º夹角;然后物块随皮带一起沿+x 方向做速度为v 的匀速直线运动。
(2)以地面为参考系,对整个运动过程应用动能定理,得摩擦力对物块做的功W=0。
以传送带为参考系,整个运动过程物块动能的减小即等于生的热。
得22)2(21mv v mE Q k ==∆=相对。
如果以地面为参考系求生的热,应先求相对于传送带的位移。
gv g v a v s μμ22202)2(2===相对,则生的热22mv g v mg s f Q =⋅=⋅=μμ相对。
(3)物块在皮带上的运动(相对地面)x 方向是初速为0的匀加速运动,v x =a x ·t ,y 方向是4、【解析】试题包括四个物理过程:①弹簧解除锁定,AB 相互弹开的过程,系统动量、机械能守恒。
②B 滑上传送带匀减速运动的过程,用动能定理或动力学方法都可以求解。
③B 随传送带匀加速返回的过程,此过程可能有多种情况,一直匀加速,先匀加速再匀速。
④B 与A 的碰撞过程。
遵守动量守恒定律。
(1)解除锁定弹开AB 过程中,系统机械能守恒:222121B B A A p v m v m E +=①由动量守恒有: m A v A =m B v B ② 由①②得: 4=A v m/s 4=B v m/sB 滑上传送带匀减速运动,当速度减为零时,滑动的距离最远。
由动能定理得:2210B B m B v m gs m -=-μ ③ 所以422==g v s B m μm (2)物块B 沿传送带向左返回时,先匀加速运动,物块速度与传送带速度相同时一起匀速运动,物块B 加速到传送带速度v 需要滑动的距离设为s ', 由221v m s g m B B ='μ ④ 得=='g v s μ229m m s > 说明物块B 滑回水平面MN 的速度没有达到传送带速度, m B gs v μ2='=4m/s (3)设弹射装置给A 做功为W ,W v m v m A A A A +='222121 ⑤ AB碰后速度互换,B 的速度 Bv ''=A v ' ⑥ B 要滑出平台Q 端,由能量关系有:gL m v m B B B μ≥''221. ⑦ 又m A =m B 所以,由⑤⑥⑦得221A A B v m gL m W -≥μ ⑧ 解得 W ≥ 8 J5. 如图所示,由理想电动机带动的传送带以速度v 保持水平方向的匀速运动,传送带把A 处的无初速放入的一个工件(其质量为m )运送到B 处。
A 、B 之间的距离为L (L 足够长)。
那么该电机每传送完这样一个工件多消耗的电能为(D )A.B. C.D.6.如图所示,质量为m 的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上,物体距传送带左端距离为L ,稳定时绳与水平方向的夹角为θ,当传送带分别以v 1、v 2的速度作逆时针转动时(v 1<v 2),绳中的拉力分别为F l 、F 2;若剪断细绳时,物体到达左端的时间分别为t l 、t 2,则下列说法正确的是(B )A .F l <F 2B .F 1=F 2C .t l >t 2D .t l <t t二、倾斜传送带1、(2007北京宣武区)如图62所示,在一条倾斜的、静止不动的传送带上,有一个滑块能够自由地向下滑动,该滑块由上端自由地滑到底端所用时间为t 1,如果传送带向上以速度v 0运动起来,保持其它条件不变,该滑块由上端滑倒底端所用的时间为t 2,那么( A )A .t 1=t 2B .t 2>t 1C .t 2<t 1D .t 1和t 2的关系不能确定2、(07年闽清).如图58所示,物体从倾斜的传送带的顶端由静止下滑,当传送带静止时,物体下滑的加速度为a 1,下滑到传送带的底端所用的时间为t 1,到底端时的速度为υ1,物体与传送带摩擦生热量为Q 1;当传送带顺时针转动时,物体下滑的加速度为a 2,下滑到传送带的底端所用的时间为t 2,到底端时的速度为υ2,物体与传送带因摩擦生热量为Q 2 ,则:(D )A .a 1 >a 2B .t 1 <t 2C .υ1>v 1D .Q 1 <Q 23、传送机的皮带与水平方向的夹角为α,如图10所示,将质量为m 的物体放在皮带传送机上,随皮带一起向下以加速度a (a >g sin α)匀加速直如图62 如图58线运动,则(C )A .小物体受到的支持力与静摩擦力的合力等于mgB .小物体受到的静摩擦力的方向一定沿皮带向下,大小是maC .小物块受到的静摩擦力的大小可能等于mg sin αD .小物块受到的重力和静摩擦力的合力的方向一定沿皮带方向向下三、类传送带 1、(07乳山).研究下面的小实验:如图96所示,原来静止在水平面上的纸带上放一质量为m 的小金属块,金属块离纸带右端距离为d ,金属块与纸带间动摩擦因数为μ,现用力向左将纸带从金属块下水平抽出,设纸带加速过程极短,可以认为纸带在抽动过程中一直做速度为v 的匀速运动.求:(1) 金属块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向,(2) 要将纸带从金属块下水平抽出,纸带的速度v 应满足的条件. 1、(11分)(1)金属块受到的摩擦力大小为f =μmg ,方向向左 (2分) (2)设纸带从金属块下水平抽出所用的时间为t ,金属块的速度为v ',纸带的位移为S 1,金属块的位移为S 2,则S 1-S 2=d ① (2分) 设金属块的加速度为a ,则由牛顿第二定律有μmg =ma 即a=μg ② (1分) 而S 2=221at ③ (1分) S 1=vt ④ (1分)v '=at ⑤ (1分)刚好将金属块水平抽出时,v= v ' ⑥ (1分)由①~⑥式可得v=gd μ2 (1分)所以v>gd μ2 (1分)2、(15分)一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。