《(江蘇專用)2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運動定律 課時26 動力學(xué)中的傳送帶問題加練半小時》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(江蘇專用)2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運動定律 課時26 動力學(xué)中的傳送帶問題加練半小時(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、26 動力學(xué)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=4 m,以v0=4 m/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2.25 s
B.煤塊從A運動到B的
2、時間是1.5 s
C.劃痕長度是0.5 m
D.劃痕長度是2 m
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(xì)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(dá)桌面的右邊緣,如圖2所示.當(dāng)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(dá)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(xì)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,
3、它們所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Ff.則( )
圖3
A.傳送帶加速運動時,F(xiàn)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(xiàn)f相等
C.相同的貨箱,傳送帶勻速運動的速度越大,F(xiàn)f越大
D.相同的貨箱,傳送帶加速運動的加速度越大,F(xiàn)f越大
4.(多選)(2017·四川綿陽第一次段考)勻速
4、轉(zhuǎn)動的長傳送帶傾斜放置,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圖象,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=tan θ,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則物塊運動的v-t圖象不可能是( )
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2.0 m
5、/s的速度順時針傳動,水平部分長為2.0 m,若右端與一傾角為θ=37°的光滑斜面平滑相連,斜面長為0.4 m,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(dá)傳送帶右端的速度大??;
(2)物塊能否到達(dá)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.(sin 37°=0.6,g取10 m/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
6、送帶與水平面的夾角θ=37°,在電動機(jī)的帶動下以v=2 m/s的速率順時針方向勻速運行.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2 s到達(dá)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
7、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(dá)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==4 m/s2,
煤塊運動到與傳送帶速度相等時的時間t1==1 s,
位移大小x1=at12=2 m<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=2 m,選項D正確,C錯誤;
煤塊勻速運動的位移x2=x-x1=2 m,
煤塊勻速運動
8、的時間t2==0.5 s,
則煤塊從A到B運動的總時間t=t1+t2=1.5 s,選項B正確,A錯誤.]
2.AD [物塊1滑上傳送帶后,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、放到傳送帶后,受到重力、支持力、沿斜面向下的滑動摩擦力,做勻加速運動,速度均勻增大,由v=at知,v與t成正比.當(dāng)速度等于傳送帶速度時,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
10、面向下的滑動摩擦力,因μ=tan θ,F(xiàn)f=μmgcosθ=mgsinθ.當(dāng)F>mgsinθ,F(xiàn)1=F-mgsinθ,方向沿傳送帶向上.若F1>Ff,物塊將做勻加速直線運動,A選項可能.若F1=Ff,物塊做勻速運動,B選項可能.若F1<Ff,物塊將先做勻減速直線運動,當(dāng)物塊速度等于傳送帶速度時,F(xiàn)1<Ff=Ff最大,物塊和傳送帶保持相對靜止,勻速運動.當(dāng)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=Ff=Ff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)2
11、 m/s (2)不能 0.2 m
解析 (1)物塊在傳送帶上先做勻加速直線運動,
有μmg=ma1,a1=2 m/s2
當(dāng)兩者速度相等時,t==1 s,此時物塊運動的位移為:
x1=a1t2=×2×12 m=1 m<2 m
所以在到達(dá)傳送帶右端前物塊已勻速,速度大小為2 m/s
(2)物塊以2 m/s的速度滑上斜面,有-mgsinθ=ma2,
a2=-6 m/s2
物塊速度為零時上升的距離x2== m= m,
由于x2<0.4 m,所以物塊未到達(dá)斜面頂端.
物塊上升的最大高度:hm=x2sin θ=0.2 m
7.(1)1 (2)1.6 m
解析 (1)金屬塊A在傳送帶
12、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>tan θ,即A先做勻加速運動,并設(shè)其速度能達(dá)到傳送帶的速度v=2 m/s,然后做勻速運動,到達(dá)M點.
金屬塊由O運動到M,有L1=at12+vt2,
且t1+t2=t,v=at1,
根據(jù)牛頓第二定律有μ1mgcos 37°-mgsin 37°=ma,
解得t1=1 s