2022年高中物理 自助練習 牛頓運動定律的應(yīng)用之傳送帶問題 新人教版必修1

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1、2022年高中物理 自助練習 牛頓運動定律的應(yīng)用之傳送帶問題 新人教版必修1 F 例1.在光滑的水平面上，足夠長的木板質(zhì)量M=8kg,由靜止開始在水平拉力F=8N作用下向右運動，如圖所示，當速度達到1.5m/s時，將質(zhì)量為m=2kg的物體輕輕的放在木板的右端，已知木板與物體之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，問：物體放到木板上以后，經(jīng)多長時間物體與木板相對靜止，在這段時間里，物體相對木板滑動的距離多長。 答案：解：放上木塊后，木塊做加速運動，由牛頓第二定律得： μmg=ma1 a1=2m/s2 ① 做加速運動木板 F-μmg=Ma2

2、 a2 =0.5m/s2 ② 經(jīng)時間t兩物體相對靜止 a1 t =V+ a2t t=1s ③ 木塊向前位移 s1=a1t2 /2 s1=1m, ④ 木板向前位移 S2=Vt+ a2t2 /2 S2=1.75m ⑤ 物體相對木板滑動的距離 S= S2-- S1=0.75m ⑥ A B 規(guī)范解題： 學(xué)案重現(xiàn)：．如圖所示

3、，水平傳送帶以2m/s的速度勻速運動，傳送帶兩端A、B間的距離為20m，將一質(zhì)量為2kg的木塊無初速度的放在A端，已知木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.2。求木塊從A端運動到B端所用的時間。（g=10m/s2） 解：對木塊水平方向應(yīng)用牛頓第二定律 μmg=ma ① a=2m/s2 木塊加速時間t1 , 加速位移s1 V=at1 t1=1s ② S1=at2/2 =1m ③ 此后木塊與傳送帶保持相對靜止勻速運動， 勻速運動為t2 S2

4、=S-S1=19m ④ t2= S2/V =9.5s ⑤ 木塊從A端運動到B端所用的時間t t= t1+ t2=10.5s ⑥ 練習： 1.在民航和火車站可以看到用于對行李進行安全檢查的水平傳送帶。當旅客把行李放到傳送帶上時，傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速運動。隨后它們保持相對靜止，行李隨傳送帶一起前進。 設(shè)傳送帶勻速前進的速度為0.25m/s，把質(zhì)量為5kg的木箱靜止放到傳送帶上，由于滑動摩擦力的作用，木箱以6m/s2的加速度前進，那么這個木箱放在傳送帶上后，傳送帶

5、上將留下一段多長的摩擦痕跡？ 2. 如圖所示的傳送皮帶，其水平部分AB長BC與水平面夾角，長度，一小物體P與傳送帶的動摩擦因數(shù)，皮帶沿A至B方向運行，速率為，若把物體P放在A點處，它將被傳送帶送到C點，且物體P不脫離皮帶，求物體從A點被傳送到C點所用的時間。（） 3．如圖3所示，水平傳送帶以不變的速度v向右運動，將質(zhì)量為m的工件輕輕放在傳送帶的左端，由于摩擦力的作用，工件做勻加速運動，經(jīng)過時間t，速度變?yōu)関；再經(jīng)時間2t，工件到達傳送帶的右端，下列說法正確的是（ ） 圖3 A.工件在水平傳送帶上滑動時的加

6、速度a=v/2t B.工件與水平傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ = C.工件從水平傳送帶的左端到達右端通過的距離X=3vt D.傳送帶克服摩擦做功為mv2 4.(xx·石家莊質(zhì)檢)如圖所示，傳送帶的水平部分長為L．傳動速率v，在其左端無初速度放一小木塊，若木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，則木塊從左端運動到右端的時間不可能是 ( ) A． ＋ B． C． D． 1.解法一：行李加速到0.25m/s所用的時間：t＝＝＝0.042s 行李的位移：x行李＝＝=0.0053m 傳送帶的位移：x傳送帶＝V0t＝0.25×0.042m＝0.0105m 摩擦

7、痕跡的長度： （求行李的位移時還可以用行李的平均速度乘以時間，行李做初速為零的勻加速直線運動，。） 解法二：以勻速前進的傳送帶作為參考系．設(shè)傳送帶水平向右運動。木箱剛放在傳送帶上時，相對于傳送帶的速度v=0.25m/s,方向水平向左。木箱受到水平向右的摩擦力F的作用，做減速運動，速度減為零時，與傳送帶保持相對靜止。木箱做減速運動的加速度的大小為 a＝6m/s2木箱做減速運動到速度為零所通過的路程為 即留下5mm長的摩擦痕跡。 【總結(jié)】分析清楚行李和傳送帶的運動情況，相對運動通過速度位移關(guān)系是解決該類問題的關(guān)鍵。 2.解：物體P隨傳送帶做勻加速直線運動，當速度與傳送帶相等時若未到達B，即做一段勻速運動；P從B至C段進行受力分析后求加速度，再計算時間，各段運動相加為所求時間。 P在AB段先做勻加速運動，由牛頓第二定律 ， 得P勻加速運動的時間 勻速運動時間 P以速率v開始沿BC下滑，此過程重力的下滑分量；滑動摩擦力沿斜面向上，其大小為，可見其加速下滑。由牛頓第二定律 從A至C經(jīng)過時間 3.【答案】BD 4.ACD