传送带问题专练(共24页).doc

《传送带问题专练(共24页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传送带问题专练(共24页).doc（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上 传送带专练台前县第一高级中学 刘庆真（一）水平传送带问题1.清楚传送带的转动方向 2. 清楚V物与V带的关系1.如图所示,质量为m的物体从离传送带高为H处沿光滑圆弧轨道下滑,水平进入长为L的静止的传送带,之后落在水平地面的Q点.已知物体与传送带间的动摩擦因数为,则当传送带转动时,物体仍以上述方式滑下,将落在Q点的左边还是右边？解析 物体从P点落下,设水平进入传送带的速度为v0,则由机械能守恒定律得 mgH= (1)当传送带静止时,分析物体在传送带上的受力,可知物体做匀减速运动,a=mg/m=g.物体离开传送带时的速度为vt= ,随后做平抛运动而落在Q点.(2)当传送

2、带逆时针方向转动时,物体的受力情况与传送带静止时相同,因而物体离开传送带时的速度仍为vt= ,随后做平抛运动而仍落在Q点.(当 2gL时,物体将不能滑出传送带而被传送带送回,显然不符合题意,舍去.)(3)当传送带顺时针转动时,可能出现五种情况: 当传送带的速度v带较大时, v带则分析物体在传送带上的受力可知,物体一直做匀加速运动,离开传送带时的速度为 v= vt= 因而将落在Q点的右边. 当传送带的速度v带较小时,v带则分析物体在传送带上的受力可知,物体一直做匀减速运动,离开传送带时的速度为vt= 因而仍将落在Q点.当传送带的速度 v带 ,则分析物体在传送带上的受力可知,物体将在传送带上先做匀

3、加速运动,后做匀速运动,离开传送带时的速度vt 因而将落在Q点右边. 当传送带的速度 v带 时,则分析物体在传送带上的受力可知,物体将在传送带上先做匀减速运动,后做匀速运动,离开传送带时的速度vt 因而将落在Q点右边.当传送带的速度v带= 时,则物体在传送带上不受摩擦力的作用而做匀速运动,故将落在Q点的右边. 综上所述:当传送带的速度v带 时,物体仍落在Q点;当传送带的速度v带 时,物体将落在Q点的右边.2.传送带以v1的速度匀速运动,物体以v2的速度滑上传送带,物体速度方向与传送带运行方向相反,如图所示.已知传送带长度为L,物体与传送带之间的动摩擦因数为,则以下判断正确的是( )A.当v2、

4、L满足一定条件时,物体可以从A端离开传送带,且物体在传送带上运动的时间与v1无关 B.当v2、L满足一定条件时,物体可以从B端离开传送带,且物体离开传送带时的速度可能大于v1C.当v2、L满足一定条件时,物体可以从B端离开传送带,且物体离开传送带时的速度可能等于v1D.当v2、I满足一定条件时,物体可以从B端离开传送带,且物体离开传送带时的速度可能小于v1解析 物体在传送带上受摩擦力向右,物体首先向左做减速运动,当 2gL时,物体从A端离开传送带,且所用时间tv2/g,与v1无关,故A对;当 2gL,物体减速至零再返回,从B端离开传送带,且离开时速度一定小于等于v1,故B错,C、D对.答案 A

5、CD3.如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动,一物体以水平速度v2从右端滑上传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面,此时速率为v2,则下列说法正确的是( )A.若v1v2,则v2= v1 B.若v1v2,则v2= v2C.不管v2多大,总有v2= v2 D.只有v1= v2时,才有v2= v2 解析 设物体的质量为m,物体与传送带之间的滑动摩擦力大小为Ff,物体相对传送带滑动的加速度大小为a.物体在传送带上滑动,则有:Ff=ma,物体在传送带上向左滑动的位移为:x= .速度减为零后,在滑动摩擦力的作用下开始向右匀加速运动,加速度大小仍为a,若 v1v2,滑到传送带

6、右端时的速度大小为: v2= ,比较可以得出, v2= v2v1;若v1v2,物体还没有运动到传送带的右端,速度就和传送带的速度相同,物体与传送带之间不再存在摩擦力,物体随传送带一起匀速运动, v2= v1v2.正确选项为A、B. 答案 AB4.如图6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,当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针转动时(v1v2),绳中的拉力分别为F1、F2;若剪断细绳时,物体到达左端的时间分别为t1、t2,则下列说法正确的是( ) A.F1F2 B. F1= F2 C. t1一定大于t2 D. t1可能等于t2

7、 解析 无论传送带速度是否相同,物体均静止,故受力情况相同, F1= F2,故A错,B对;如果物体两次到达左端时速度均小于传送带的速度,则t1= t2,故C错,D对. 答案 BD06陕西调研5（16分）如图所示，皮带始终保持v = 3 m/s的速度顺时针运转，一个质量为m = 1.0 kg，初速度为零的小物体放在传送带的左端，若物体与传送带之间的动摩擦因数为= 0.15 ，传送带左右两端的距离s = 4.5 m 。（g = 10 m/s2）（1）求物体从左端运动到右端的时间。（2）设皮带轮由电动机带动，求物体在皮带上从左端运动到右端消耗的电能。解：（1）开始时物体做初速度为零的加速度运动，设物

8、体速度达到v = 3 m/s，经过的位移为s1，时间为t1s1 =t1 = a =代入数据解得s1 = 3 m 4.5 m，t1 = 2 s因此2 s后物体与传送带一起匀速直线运动，历经时间为t2t2 = 0.5 st = t1 + t2 = 2.5 s （2）加速过程摩擦力做功为：Wf = 4.5 J转化为内能物体动能的增加量为：消耗的电能为：E =。6.在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。当旅客把行李放到传送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动。随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进。 设传送带匀速前进的速度为0.25m/s，把质量为5kg的木箱

9、静止放到传送带上，由于滑动摩擦力的作用，木箱以6m/s2的加速度前进，那么这个木箱放在传送带上后，传送带上将留下一段多长的摩擦痕迹？【审题】传送带上留下的摩擦痕迹，就是行李在传送带上滑动过程中留下的，行李做初速为零的匀加速直线运动，传送带一直匀速运动，因此行李刚开始时跟不上传送带的运动。当行李的速度增加到和传送带相同时，不再相对滑动，所以要求的摩擦痕迹的长度就是在行李加速到0.25m/s的过程中，传送带比行李多运动的距离。解法一：行李加速到0.25m/s所用的时间：t0.042s行李的位移： x行李=0.0053m传送带的位移：x传送带V0t0.250.042m0.0105m摩擦痕迹的长度：解

10、法二：以匀速前进的传送带作为参考系设传送带水平向右运动。木箱刚放在传送带上时，相对于传送带的速度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，做减速运动，速度减为零时，与传送带保持相对静止。木箱做减速运动的加速度的大小为a6m/s2木箱做减速运动到速度为零所通过的路程为即留下5mm长的摩擦痕迹。【总结】分析清楚行李和传送带的运动情况，相对运动通过速度位移关系是解决该类问题的关键。7.一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度做匀速运动。

11、经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。 【审题】本题难度较大，传送带开始阶段也做匀加速运动了，后来又改为匀速，物体的运动情况则受传送带的运动情况制约，由题意可知，只有ga0才能相对传送带滑动，否则物体将与传送带一直相对静止。因此该题的重点应在对物体相对运动的情景分析、相对位移的求解上，需要较高的分析综合能力。方法一：根据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度a小于传送带的加速度a0。根据牛顿运动定律，可得设经历时间t，传送带由静止开始加速到速度等于v0，煤块则由静止加速到v，有 由于aa0，故vv0，煤

12、块继续受到滑动摩擦力的作用。再经过时间t，煤块的速度由v增加到v0，有 此后，煤块与传送带运动速度相同，相对于传送带不再滑动，不再产生新的痕迹。设在煤块的速度从0增加到v0的整个过程中，传送带和煤块移动的距离分别为s0和s，有 传送带上留下的黑色痕迹的长度 由以上各式得 【小结】本方法的思路是整体分析两物体的运动情况，分别对两个物体的全过程求位移。方法二：第一阶段：传送带由静止开始加速到速度v0，设经历时间为t，煤块加速到v，有v v 传送带和煤块的位移分别为s1和s2， 第二阶段：煤块继续加速到v0，设经历时间为，有v 传送带和煤块的位移分别为s3和s4 ，有 传送带上留下的黑色痕迹的长度由

13、以上各式得 【小结】本方法的思路是分两段分析两物体的运动情况，分别对两个物体的两个阶段求位移，最后再找相对位移关系。方法三：传送带加速到v0 ，有 传送带相对煤块的速度 传送带加速过程中，传送带相对煤块的位移【相对初速度为零，相对加速度是】传送带匀速过程中，传送带相对煤块的位移【相对初速度为t，相对加速度是】整个过程中传送带相对煤块的位移即痕迹长度 由以上各式得 Ot2t11tv0v图26【小结】本方法的思路是用相对速度和相对加速度求解。关键是先选定好过程，然后对过程进行分析，找准相对初末速度、相对加速度。方法四：用图象法求解画出传送带和煤块的Vt图象，如图26所示。其中，黑色痕迹的长度即为阴

14、影部分三角形的面积，有：【小结】本方法的思路是运用在速度时间图象中，图线与其所对应的时间轴所包围图形的面积可以用来表示该段时间内的位移这个知识点，来进行求解，本方法不是基本方法，不易想到，但若能将它理解透，做到融会贯通，在解决相应问题时，就可以多一种方法。【总结】本题题目中明确写道：“经过一段时间，煤块在传送带上留下一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。”这就说明第一阶段传送带的加速度大于煤块的加速度。当传送带速度达到时，煤块速度，此过程中传送带的位移大于煤块的位移。接下来煤块还要继续加速到，传送带则以做匀速运动。两阶段的物体位移之差即为痕迹长度。有的学生对此过程理解不深，分析不透，如漏掉

15、第二阶段只将第一阶段位移之差作为痕迹长度；将煤块两阶段的总位移作为痕迹长度；用第一阶段的相对位移与第二阶段的煤块位移之和作为痕迹长度；还有的学生分三种情况讨论；有的甚至认为煤块最终减速到零，这些都说明了学生对物体相对运动时的过程分析能力还有欠缺。处理物体和传送带的运动学问题时，既要考虑每个物体的受力情况及运动情况，又要考虑到它们之间的联系与区别，只有这样，才能从整体上把握题意，选择规律时才能得心应手。8.如图211所示，水平传送带以速度匀速运动，一质量为的小木块由静止轻放到传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为，当小木块与传送带相对静止时，转化为内能的能量是多少？图212图211【审题】

16、该题首先得清楚当小木块与传送带相对静止时，转化为内能的能量应该怎么来求，要想到用“物体在克服滑动摩擦力做功过程中转化成的内能等于滑动摩擦力与相对滑动路程的乘积。”这一结论，然后再根据物体和传送带的运动情况来求二者相对滑动的距离。【解析】在木块从开始加速至与传送带达到共同速度的过程中 由公式 可得： 从木块静止至木块与传送带达到相对静止的过程中木块加速运动的时间 传送带运动的位移 木块相对传送带滑动的位移 摩擦产生的热：【总结】单独做该题目时，就应该有这样的解题步骤，不过，求相对位移时也可以物体为参考系，用传送带相对物体的运动来求。在综合性题目中用到该过程时，则直接用结论即可。该结论是：从静止放

17、到匀速运动的传送带上的物体，在达到与传送带同速的过程中，转化为内能的能量值和物体增加的动能值相等。因为物体在该过程中的对地位移与传送带相对物体的位移大小是相等的。9.如图示，距地面高度h=5m的平台边缘水平放置一两轮间距为d=6m的传送带，一小物块从平台边缘以v0=5m/s的初速度滑上传送带。已知平台光滑，物块与传送带间的动摩擦因数=0.2，设传送带的转动速度为v，且规定顺时针转动v为正，逆时针转动v为负。试分析画出小物块离开传送带右边缘落地的水平距离S与v的变化关系图线。 图213（二）.倾斜传送带问题1.清楚传送带的转动方向2.确定与tan的关系 （1）如果tan则加速度一直向下 （2）如

18、果tan可以平衡1.如图213所示，倾角为37的传送带以4m/s的速度沿图示方向匀速运动。已知传送带的上、下两端间的距离为L=7m。现将一质量m=0.4kg的小木块放到传送带的顶端，使它从静止开始沿传送带下滑，已知木块与传送带间的动摩擦因数为=0.25，取g=10m/s2。求木块滑到底的过程中，摩擦力对木块做的功以及生的热各是多少？ 【审题】该题目要分成两段考虑，第一段：木块的速度v v0。这一阶段木块相对于传送带向前运动，受到的摩擦力方向向后，合外力仍沿斜面向前。【解析】刚开始时，合力的大小为 F合1mgsin37mgcos37,由牛顿第二定律，加速度大小a18m/s2，该过程所用时间 t1

19、0.5s，位移大小 s11m。 二者速度大小相同后，合力的大小为F合2mgsin37mgcos37,加速度大小a24m/s2，位移大小 s2 L-s1 6m,所用时间 s2 v0t2得： t21s。（另一个解t23s舍去） 摩擦力所做的功 Wmgcos37(s1-s2) 4.0J，全过程中生的热 Qfs相对 mgcos37【(v0t1-s1)+（s2-v0t2）】 0.8N3m2.4J。 【总结】该题目的关键在于分析清楚物理过程，分成两段处理，正确分析物体受力情况，求出物体和传送带的位移，以及物体和传送带间的相对位移。图2142.一传送带装置示意如图214，其中传送带经过AB区域时是水平的，经

20、过BC区域时变为圆弧形(圆弧由光滑模板形成，未画出)，经过CD区域时是倾斜的，AB和CD都与BC相切。现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为h。稳定工作时传送带速度不变，CD段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L。每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动(忽略经BC段时的微小滑动)。已知在一段相当长的时间T内，共运送小货箱的数目为N。这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。求电动机的平均输出功率。 【审题】小货箱放在传送带的AB段上时，由于货箱的初速度为0，传送带以恒定的

21、速度运动，两者之间有相对滑动，出现滑动摩擦力。作用于货箱的摩擦力使货箱加速，直到它的速度增大到等于传送带的速度，作用于传送带的摩擦力有使传送带减速的趋势，但由于电动机的作用，保持了传送带的速度不变。尽管作用于货箱跟作用于传送带的摩擦力的大小是相等的，但小货箱与传送带运动的路程是不同的，因为两者之间有滑动。如果货箱的速度增大到等于传送带的速度经历的时间为t，则在这段时间内货箱运动的路程和传送带运动的路程分别是解答中的式和式，两者大小不同，由解答中的式给出。在这段时间内，传送带克服摩擦力做的功大于摩擦力对货箱做的功(这功转变为货箱的动能)，两者之差即为摩擦发的热。所谓传送带克服摩擦力做功，归根到底

22、是电动机在维持传送带速度不变的过程中所提供的。这也就是在传送带的水平段上使一只小货箱从静止到跟随传送带一起以同样速度运动的过程中，电动机所做的功，这功一部分转变为货箱的动能，一部分因摩擦而发热。当货箱的速度与传送带速度相等后，只要货箱仍在传送带的水平段上，电动机无需再做功。为了把货箱从C点送到D点，电动机又要做功，用于增加货箱的重力势能mgh。由此便可得到输送N只货箱的过程中电动机输出的总功。以上分析都是在假定已知传送带速度的条件下进行的，实际上传送带的速度是未知的。因此要设法找出。题中给出在时间T内运送的小货箱有N只，这是说，我们在D处计数，当第1只货箱到达D处时作为时刻t=0，当第N只货箱

23、到达D处时恰好t=T。如果把这N只货箱以L的距离间隔地排在CD上(如果排得下的话)，则第N只货箱到D处的距离为(N1)L，当该货箱到达D处，即传送带上与该货箱接触的那点在时间T内运动到D点，故有。由此便可求出，电动机的平均功率便可求得。由于N很大，N与N1实际上可视作相等的。 【解析】以地面为参考系(下同)，设传送带的运动速度为，在水平段的运输过程中，小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动，直到其速度与传送带的速度相等。设这段路程为s，所用的时间为t，加速度为a，则对小货箱有 在这段时间内传送带运动的路程为由上可得 用Ff表示小货箱与传送带之间的滑动摩擦力，则传送带对小货箱做功为传送带克服小货

24、箱对它的摩擦力做功两者之差就克服摩擦力做功发出的热量 可见，在小货箱加速过程中，小货箱获得的动能与发热量相等。T时间内电动机输出的功为 此功用于增加N个小货箱的动能、势能和使小货箱加速时程中克服摩擦力发 的热，即有 N个小货箱之间的距离为(N1)L，它应等于传送带在T时间内运动的距离，即有 因T很大，故N亦很大。联立、，得【总结】本题初看起来比较复杂，关于装置的描述也比较冗长看来对于实际的问题或比较实际的问题，冗长的描述是常有的。要通过对描述的研究，抓住关键，把问题理想化、简单化，这本身就是一种分析问题、处理问题的能力。通过分析，可以发现题中传送带的水平段的作用是使货箱加速，直到货箱与传送带有

25、相同的速度。使货箱加速的作用力来自货箱与传送带之间的滑动摩擦力。了解到这一点还不够，考生还必须知道在使货箱加速的过程中，货箱与传送带之间是有相对滑动的，尽管传送带作用于货箱的摩擦力跟货箱作用于传送带的摩擦力是一对作用力与反作用力，它们大小相等，方向相反，但在拖动货箱的过程中，货箱与传送带移动的路程是不同的。因此作用于货箱的摩擦力做的功与传送带克服摩擦力做的功是不同的。如果不明白这些道理，就不会分别去找货箱跟传送带运动的路程。虽然头脑中存有匀变速直线运动的公式，但不一定会把它们取出来加以使用。而在这个过程中，不管货箱获得的动能还是摩擦变的热，这些能量最终都来自电动机做的功。传送带的倾斜段的作用是

26、把货箱提升h高度。在这个过程中，传送带有静摩擦力作用于货箱，同时货箱还受重力作用，这两个力对货箱都做功，但货箱的动能并没有变化。因为摩擦力对货箱做的功正好等于货箱克服重力做的功，后者增大了货箱在重力场中的势能。同时在这个过程中传送带克服静摩擦力亦做功，这个功与摩擦力对货箱做的功相等，因为两者间无相对滑动。所以货箱增加的重力势能亦来自电动机。有的同学见到此题后，不知从何下手，找不到解题思路和解题方法，其原因可能是对涉及的物理过程以及过程中遇到的一些基本概念不清楚造成的。求解物理题，不能依赖于套用解题方法，不同习题的解题方法都产生于对物理过程的分析和对基本概念的正确理解和应用。09北京101中学3

27、.（8分）如图所示，传送带与水平面之间的夹角为，其上A、B两点间的距离为，传送带在电动机的带动下以的速度匀速运转，现将一质量为的小物体（可视为质点）轻放在传送带上A点，已知小物体从A到B的时间一共为8s，则在传送带将小物块从A传送到B的过程中，求（1）小物块与传送带之间的动摩擦因数为多少？（2）小物块对传送带的摩擦力对传送带做了多少功？ （3）若每隔T=2s轻放一个同样的物体，当物体稳定运行时，相邻匀速运动的两物体之间的距离为多大？（4）若每隔T=2s轻放一个同样的物体，不计传送带与轮轴处的摩擦损耗，求带动传送带的电动机在相当长一段时间内的平均输出功率为多大？（）解：（1）设物体匀加速时间为，

28、则：即：得：，由： ，解得： （2）物块对传送带做功：，可得（3）设匀加速时间，前一物块总时间为t，则 后一物块，稳定运行时：所以： 。（4）电动机稳定运行时，在B端每隔就会掉下一物块，则电动机输出的平均功率：所以：。4.(2011年北京西城区抽样)如图所示，倾角为的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时，小物体A与传送带相对静止，重力加速度为g.则()A只有agsin ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用B只有agsin ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用C只有agsin ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用D无论a为多大，A都受沿传送带向上的静摩擦力作用解析：选B.A与传送带相对静止，倾角为的

29、传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时，A有沿斜面向下的加速度a，对A受力分析可知只有agsin ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用，B正确5.课下作业(九)4. 如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为，以速度v0逆时针匀速转动在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数a2，只有图象D正确6.如图8所示,传送带与水平面夹角为37,并以v=10 m/s运行,在传送带的A端轻轻放一个小物体,物体与传送带之间的动摩擦因数=0.5,AB长16米,求以下两种情况下物体从A到B所用的时间. (1)传送带顺时针方向转动. (2)传送带逆时针方向转动.解析 (1)传送带顺时针方向

30、转动时受力如题图所示: mgsin-mgcos=ma a=gsin-gcos=2 m/s2 x=1/2 at2 t= =4 s. (2)传送带逆时针方向转动,物体受力如图:开始摩擦力方向沿传送带向下,向下匀加速运动 a=gsin 37+gcos 37=10 m/s2 t1=v/a=1 sx1=1/2at2=5 m x2=11 m 1秒后,速度达到10 m/s,摩擦力方向变为沿传送带向上.物体以初速度v=10 m/s向下做匀加速运动 a2=gsin 37-gcos 37=2 m/s2 x2=vt2+ 1/2a2t2 解得 t2=1 s 因此t=t1+ t2=2 s答案 (1)1 s (2)2 s

31、图227.如图22所示，传送带与地面成夹角=30，以10m/s的速度逆时针转动，在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5的物体，它与传送带间的动摩擦因数=0.6，已知传送带从AB的长度L=16m，则物体从A到B需要的时间为多少？【审题】该题目的物理过程的前半段与例题1是一样的，但是到了物体和传送带有相同速度时，情况就不同了，经计算，若物体和传送带之间的最大静摩擦力大于重力的下滑分力，物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动，所受静摩擦力沿斜面向上，大小等于重力的下滑分力。【解析】物体放上传送带以后，开始一段时间，其运动加速度。这样的加速度只能维持到物体的速度达到10m/s为止，其对应的时间和位移分

32、别为：16m以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上，其加速度大小为零（因为mgsinmgcos）。设物体完成剩余的位移所用的时间为，则 ，16m5.91m= 解得： 所以： 。 【总结】该题目的关键就是要分析好各阶段物体所受摩擦力的大小和方向，tan=，第二阶段物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动。8.如图15所示,绷紧的传送带与水平面的夹角=30,传送带在电动机的带动下,始终保持v0=2 m/s的速率运行.现把一质量为m=10 kg的工件(可看为质点)轻轻放在传送带的底端,经时间t=1.9 s,工件被传送到h=1.5 m的高处,并取得了与传送带相同的速度,取g=10 m/s2.求:(1)工件

33、与传送带之间的滑动摩擦力F1. (2)工件与传送带之间的相对位移x. 解析 由题意高h对应的传送带长为L= =3 m工件速度达到v0之前,从静止开始做匀加速运动,设匀加速运动的时间为t1,位移为x1,有 x1=因工件最终取得了与传送带相同的速度,所以达到v0之后工件将匀速运动,有 L- x1=v0(t-t1)解得: t1=0.8 s, x1=0.8 m所以匀加速运动阶段的加速度为a= v0/ t1 =2.5 m/s2在匀加速运动阶段,根据牛顿第二定律,有F1-mgsin=ma解得: F1-=75 N(2)在时间t1内,传送带运动的位移为x=v0 t1=1.6 m所以在时间t1内,工件相对传送带

34、的位移为x=x-x1=0.8 m.答案 (1)75 N (2)0.8 m23（2011年北京海淀区二模）（18分）风能是一种环保型的可再生能源。据勘测，我国利用风力资源至少有253105MW，所以风能是很有开发前途的能源。风力发电是将风的动能通过风力发电机转化为电能的过程。某风力发电机将伞气的动能转化为电能的效率=20，空气密度，其有效受风面积S=20m2。此风力发电机输出U=250V稳定的直流电压，用它给如图11所示的皮带传送装置的电动机（电动机未画出）供电，输电线电阻不计。已知皮带传送装置的电动机的额定电压U额=250V，允许消耗电功率的最大值P电m=500W，线圈电阻R=50，在该电动机

35、消耗电功率达到最大值的情况下，电动机及皮带传送装置各部分由于摩擦而损耗的功率与皮带传送装置输出的机械功率之比为1：5。重力加速度g取10ms2. （1）求此风力发电机在风速=10ms时输出的电功率； （2）求皮带传送装置的电动机消耗电功率达到最大值时，皮带传送装置输出的机械功率； （3）已知传送带两端A、B之间距离s=10m，高度差h=40m。现将一货箱（可视为质点）无初速地放到传送带上A处，经t=10s后货箱与传送带保持相对静止，当货箱被运送至B处离开传送带时再将另一个相同的货箱以相同的方式放到A处，如此反复，总保持传送带上有一个（也只有一个）货箱。，在运送货箱的过程中，传送带的运行速度始终

36、保持不变。若要保证皮带传送装置的电动机所消耗电功率始终不超过P电m=500W，货箱的质量应满足怎样的条件。23（18分） （1）1s内吹到风力发电机有效面积上空气的体积V=Sv12分这些空气所具有的动能Ek=Vv122分风力发电机输出的电功率 P=26 103W2分 （2）设带动传送带的电动机消耗电功率最大时通过它的电流为I，此时电动机输出功率为P输出，皮带传送装置输出的机械功率为P机械。则I=20A2分P输出=P电mI2R=480W2分根据题意可知P机械=P输出=400W2分 （3）设货箱在恒力作用下做匀加速直线运动的位移为sx，上升的高度为hx。根据匀加速运动公式有sx=v2t=050m，

37、根据几何关系解得hx=020m1分货箱在传送带上加速运动时，带动传送带运行的电动机需要消耗较大的电功率，所以在货箱加速过程中电动机如果不超过其允许消耗的最大功率，匀速运行过程中就不会超过其允许消耗的最大电功率。1分设货箱质量为m，货箱被加速的过程中其机械能增加量为E，由于货箱与传送带的摩擦产生的热量为Q。E=Ep+Ek=mghx+mv221分设货箱与传送带之间的摩擦力为f，对于货箱在传送带上被加速的过程，根据动能定理有 fsx-mghx=mv22 。在货箱加速运动过程中，传送带的位移s带=v2t=10m，所以货箱与传送带之间的相对位移s=s带-sx=050m ，根据功能关系Q=fs联立解得Q=

38、s1分为使电动机工作过程中不超过允许的最大值，应有Ep+Ek+Q小于等于P机械t，即mghx+mv22+sP机械t1分解得80kg，即货箱质量不得大于80kg1分23（安徽省2011年省级示范高中名校联考）（16分）如图所示，质量为m=1kg的可视为质点的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑，圆弧轨道与质量为M=2kg的足够长的小车左端在最低点O点相切，并在O点滑上小车，水平地面光滑，当物块运动到障碍物Q处时与Q发生无机械能损失的碰撞，碰撞前物块和小车已经相对静止，而小车可继续向右运动（物块始终在小

39、车上），小车运动过程中和圆弧无相互作用。已知圆弧半径R=1.0m，圆弧对应圆心角的为53，A点距水平面的高度h=0.8m，物块与小车间的动摩擦因素为=0.1，重力加速度g=10m/s2,sin53=0.8,cos53=0.6。试求： （1）小物块离开A点的水平初速度； （2）小物块经过O点时对轨道的压力； （3）第一次碰撞后直至静止，物块相对小车的位移和小车做匀减速运动的总时间。23解析：（1）对小物块由A到B有：（2分）在B点：（2分）解得：（1分）（2）由A到O，根据动能定理有：（2分）在O点：（1分）解得：（1分）故压力（1分）（3）摩擦力 物块滑上小车后经过时间t达到的共同速度为，则

40、得（2分）由于碰撞不损失能量，物块在小车上重复做匀减速和匀加速运动，相对小车始终向左运动，与小车最终静止，摩擦力做功使动能全部转化为内能，故有： 得（2分）小车从物块碰撞后开始做匀减速运动，（每个减速阶段）加速度a不变得（2分）（2011届安徽省合肥市三模）17如图20所示，参加某电视台娱乐节目的选手从较高的平台上以水平速度跃出后，落在水平传送带上。已知平台与传送带的高度差H1.8m，水池宽度s01.2m，传送带AB间的距离L020m。由于传送带足够粗糙，假设选手落到传送带上后瞬间相对传送带静止，经过t1.0s反应时间后，立刻以a2m/s2恒定向右的加速度跑至传送带最右端。（1）若传送带静止，选手以v03m/s的水平速度从平台跃出，求这位选手落在传送带上距离A点的距离。图20（2）求刚才那位选手从开始跃出到跑至传送带右端所经历的时间。（3）若传送带以v1m/s的恒定速度向左运动，选手要能到达传送带右端，则他从高台上跃出的水平速度v1至少为多大？（计算结果均保留2位有效数字）s0HAB17(1) s=0.6m；（2）t6.0 s；(3) 4.1 m/s。专心-专注-专业