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1、2022年高中物理 自助練習(xí) 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(dāng)速度達(dá)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(xí):
1.在民航和火車站可以看到用于對行李進(jìn)行安全檢查的水平傳送帶。當(dāng)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(jìn)。 設(shè)傳送帶勻速前進(jìn)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(jìn),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(dá)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(dá)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(jìn)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(dāng)速度與傳送帶相等時若未到達(dá)B,即做一段勻速運動;P從B至C段進(jìn)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