2019高考物理一輪復(fù)習 第三章 牛頓運動定律 微專題26 動力學中的傳送帶問題加練半小時 粵教版

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1、微專題26 動力學中的傳送帶問題 [方法點撥]　傳送帶靠摩擦力帶動(或阻礙)物體運動，物體速度與傳送帶速度相同時往往是摩擦力突變(從滑動摩擦力變?yōu)闊o摩擦力或從滑動摩擦力變?yōu)殪o摩擦力)之時． 1．(多選)如圖1所示，水平傳送帶A、B兩端相距x＝4m，以v0＝4m/s的速度(始終保持不變)順時針運轉(zhuǎn)，今將一小煤塊(可視為質(zhì)點)無初速度地輕放在A端，由于煤塊與傳送帶之間有相對滑動，會在傳送帶上留下劃痕．已知煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，取重力加速度大小g＝10 m/s2，則煤塊從A運動到B的過程中(　　) 圖1 A．煤塊從A運動到B的時間是2.25s B．煤塊從A運動到B的

2、時間是1.5s C．劃痕長度是0.5m D．劃痕長度是2m 2．(多選)(2017·江西豐城模擬)質(zhì)量均為m的兩物塊1和2之間用一根不可伸長的細線相連，兩物塊一起在光滑水平桌面上以速度v0勻速運動，某時刻物塊1到達桌面的右邊緣，如圖2所示．當物塊1滑上與桌面等高的水平傳送帶后，經(jīng)過一段時間到達傳送帶的最右端，若傳送帶的速度大于v0且保持不變，物塊1和物塊2與傳送帶間的動摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2(μ1<μ2)，則在此過程中(不考慮桌子邊緣與傳送帶間的縫隙，細線的長度小于傳送帶的長度)(　　) 圖2 A．物塊2在桌面上可能先做勻加速運動后做勻速運動 B．兩物塊都在傳送帶上時，它們所

3、受的摩擦力一定不相等 C．兩物塊在任何時刻的速度和加速度都相等 D．可能存在物塊1與物塊2加速度不相等的階段 3．(2017·四川綿陽二診)如圖3所示，大型物流貨場傳送帶傾斜放置，與水平面的夾角保持不變．傳送帶可向上勻速運動，也可向上加速運動；貨箱M與傳送帶間保持相對靜止，設(shè)受傳送帶的摩擦力為f.則(　　) 圖3 A．傳送帶加速運動時，f的方向可能平行傳送帶向下 B．傳送帶勻速運動時，不同質(zhì)量的貨箱，f相等 C．相同的貨箱，傳送帶勻速運動的速度越大，f越大 D．相同的貨箱，傳送帶加速運動的加速度越大，f越大 4．(多選)(2017·四川綿陽第一次段考)勻速轉(zhuǎn)動的長傳送帶傾

4、斜放置，傳動方向如圖4所示，在頂部靜止放上一物塊，在物塊下滑過程中，規(guī)定沿傳送帶向下為正，下列描述物塊運動過程中的v－t、a－t圖像，可能正確的是(　　) 圖4 5．(2018·四川瀘州一檢)如圖5所示，傾角為θ的足夠長傳送帶沿順時針方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動速度大小為v1.一個物塊從傳送帶底端以初速度大小v2(v2＞v1)上滑，同時物塊受到平行于傳送帶向上的恒力F作用，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝tanθ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則物塊運動的v－t圖像不可能是(　　) 圖5 6．(2017·江西省贛中南五校聯(lián)考)如圖6所示，一水平傳送帶以2.0m/s的速度順時針傳動

5、，水平部分長為2.0m，若右端與一傾角為θ＝37°的光滑斜面平滑相連，斜面長為0.4m，一個可視為質(zhì)點的物塊無初速度地放在傳送帶最左端，已知物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，試問： 圖6 (1)物塊到達傳送帶右端的速度大??； (2)物塊能否到達斜面頂端？若能則說明理由，若不能則求出物塊上升的最大高度．(sin37°＝0.6，g取10m/s2) 7．傳送帶被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)．由于不同的物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)不同，物體在傳送帶上的運動情況也有所不同．如圖7所示，一傾斜放置的傳送帶與水平面的夾角θ＝37°，在電動機的帶動下以v＝2m/s的速率順時針方向勻速

6、運行．M、N為傳送帶的兩個端點，M、N兩點間的距離L＝7 m．N端有一離傳送帶很近的擋板P可將傳送帶上的物塊擋?。趥魉蛶系腛處先后由靜止釋放金屬塊A和木塊B，金屬塊與木塊質(zhì)量均為1 kg，且均可視為質(zhì)點，O、M間距離L1＝3 m．sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.傳送帶與輪子間無相對滑動，不計輪軸處的摩擦． 圖7 (1)金屬塊A由靜止釋放后沿傳送帶向上運動，經(jīng)過2s到達M端，求金屬塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ1； (2)木塊B由靜止釋放后沿傳送帶向下運動，并與擋板P發(fā)生碰撞．已知碰撞時間極短，木塊B與擋板P碰撞前、后速度大小不變，木塊B與傳送帶間的

7、動摩擦因數(shù)μ2＝0.5.求與擋板P第一次碰撞后，木塊B所達到的最高位置與擋板P的距離． 答案精析 1．BD　[根據(jù)牛頓第二定律，煤塊的加速度 a＝＝4m/s2， 煤塊運動到與傳送帶速度相等時的時間t1＝＝1s， 位移大小x1＝at＝2m＜x， 此后煤塊與傳送帶以相同的速度勻速運動至B端，所以劃痕長度即為煤塊相對于傳送帶的位移大小，即 Δx＝v0t1－x1＝2m，選項D正確，C錯誤； 煤塊勻速運動的位移x2＝x－x1＝2m， 煤塊勻速運動的時間t2＝＝0.5s， 則煤塊從A到B運動的總時間t＝t1＋t2＝1.5s，選項B正確，A錯誤．] 2．AD　[物塊1滑

8、上傳送帶后，在物塊1所受滑動摩擦力的作用下，物塊1和物塊2均做勻加速運動；如果在物塊2滑上傳送帶之前，物塊1的速度已經(jīng)等于傳送帶的速度，則此后物塊1、2均做勻速直線運動，故A正確；兩物塊都在傳送帶上時，如果兩物塊速度與傳送帶相同，則兩物塊所受靜摩擦力相等，均為零，故B錯誤；如果物塊2滑上傳送帶時，物塊的速度小于傳送帶的速度，由于兩個物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ1<μ2，則加速度a1

9、度時，重力沿斜面向下的分力可能小于或等于最大靜摩擦力，則物塊將與傳送帶一起勻速向下運動，也可能重力沿斜面向下的分力大于最大靜摩擦力，物塊繼續(xù)勻加速下滑．開始階段的勻加速過程中，由牛頓第二定律得：μmgcosθ＋mgsinθ＝ma，得a＝μgcosθ＋gsinθ.第二個勻加速過程中，由牛頓第二定律得：mgsinθ－μmgcosθ＝ma′，得a′＝gsinθ－μgcosθ，可知，a′＜a，故A、C正確，B、D錯誤．] 5．C　[物塊的速度v2＞v1，初始時物塊受到沿斜面向下的滑動摩擦力，因μ＝tan θ，f＝μmgcosθ＝mgsinθ.當F＞mgsinθ，F(xiàn)1＝F－mgsinθ，方向沿傳送帶向

10、上．若F1＞f，物塊將做勻加速直線運動，A選項可能．若F1＝f，物塊做勻速運動，B選項可能．若F1＜f，物塊將先做勻減速直線運動，當物塊速度等于傳送帶速度時，F(xiàn)1＜f＝f最大，物塊和傳送帶保持相對靜止，勻速運動．當F＜mgsinθ，F(xiàn)2＝mgsinθ－F，方向沿傳送帶向下，物塊先做勻減速直線運動，到與傳送帶速度相同時，因F2＝mgsinθ－F＜mgsinθ＝f＝f最大，物塊將與傳送帶一起做勻速運動，D選項可能，C選項不可能．故選C.] 6．(1)2m/s　(2)不能　0.2m 解析　(1)物塊在傳送帶上先做勻加速直線運動， 有μmg＝ma1，a1＝2m/s2 當兩者速度相等時，t＝＝1

11、s，此時物塊運動的位移為： x1＝a1t2＝×2×12m＝1m＜2m 所以在到達傳送帶右端前物塊已勻速，速度大小為2m/s (2)物塊以2m/s的速度滑上斜面，有－mgsinθ＝ma2， a2＝－6m/s2 物塊速度為零時上升的距離x2＝＝m＝m， 由于x2＜0.4m，所以物塊未到達斜面頂端． 物塊上升的最大高度：hm＝x2sinθ＝0.2m 7．(1)1　(2)1.6m 解析　(1)金屬塊A在傳送帶方向上受重力沿傳送帶向下的分力和摩擦力，由題意可知，μ1>tanθ，即A先做勻加速運動，并設(shè)其速度能達到傳送帶的速度v＝2m/s，然后做勻速運動，到達M點． 金屬塊由O運動到M

12、，有L1＝at＋vt2， 且t1＋t2＝t，v＝at1， 根據(jù)牛頓第二定律有μ1mgcos37°－mgsin37°＝ma， 解得t1＝1s