黑龍江省哈爾濱市木蘭高級中學(xué)高中物理 經(jīng)典復(fù)習(xí)資料 從傳送帶上物體的運(yùn)動體會運(yùn)動和力的關(guān)系

《黑龍江省哈爾濱市木蘭高級中學(xué)高中物理 經(jīng)典復(fù)習(xí)資料 從傳送帶上物體的運(yùn)動體會運(yùn)動和力的關(guān)系》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《黑龍江省哈爾濱市木蘭高級中學(xué)高中物理 經(jīng)典復(fù)習(xí)資料 從傳送帶上物體的運(yùn)動體會運(yùn)動和力的關(guān)系（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、從傳送帶上物體的運(yùn)動體會運(yùn)動和力的關(guān)系 難點疑點：傳送帶與物體運(yùn)動的牽制。牛頓第二定律中a是物體對地加速度，運(yùn)動學(xué)公式中S是物體對地的位移，這一點必須明確。 分析問題的思路：初始條件→相對運(yùn)動→判斷滑動摩擦力的大小和方向→分析出物體受的合外力和加速度大小和方向→由物體速度變化再分析相對運(yùn)動來判斷以后的受力及運(yùn)動狀態(tài)的改變。 ??? 例1、如圖所示，當(dāng)傳送帶靜止時，物體從左端以速度v0滑上傳送帶后，落到地面上的P點，若傳送帶隨輪逆時針轉(zhuǎn)動，仍讓物體由左端以速度v0滑上傳送帶，那么(??? ) ??? A、它仍落在P點 ??? B、它將落在P點左邊 ??? C、它將落在P點右邊 ??

2、? D、無法判定落點 分析與解：傳送帶的運(yùn)動不受影響。當(dāng)傳送帶靜止時，小物體的初速度v0滑上傳送帶，相對于傳送帶右滑，受傳送帶向左、大小為f=μN(yùn)=μmg的滑動摩擦力，其加速度a=μg，方向向左，因此物體向右減速至右輪邊緣時速度為v拋，v拋=,其中s為傳送帶兩輪間距，然后當(dāng)傳送帶隨輪逆時針轉(zhuǎn)動時，小物體的相對運(yùn)動、受力、加速度大小及方向、初始條件均未發(fā)生任何變化，而小物體對地位移也未變化，因此物體將仍落在P點，答案應(yīng)選A。 ??? 由此題可作進(jìn)一步探討： ??? 又向：若上題傳送帶順時針轉(zhuǎn)動起來，再把物塊以原來的速度v0滑上傳送帶，則物體又會落在何處？ ??? 物體的落點不僅與f=μm

3、g有關(guān)，還與傳送帶轉(zhuǎn)動速v傳大小有關(guān)，現(xiàn)分析如下： ??? (1)當(dāng)v0＜v傳時，即物體剛沖上傳送帶時，速度小于傳送帶運(yùn)動速度，物體相對傳送帶向左運(yùn)動，物體受傳送帶滑動摩擦力大小仍為f=μmg,但與原速度方向相同而做勻加速運(yùn)動，則物體離開傳送帶速度v'一定大于v0，由平拋知識知道物體應(yīng)落于P點右邊，答案應(yīng)選C。 ??? (2)當(dāng)v0=v傳時，即物體剛沖上傳送帶時正好與傳送帶速度大小方向都相同，與傳送帶之間沒有相對滑動，不受傳送帶的摩擦力，而保持v0做勻速直線運(yùn)動，離開傳送帶時v'=v0＞v拋，則物體應(yīng)落在P點右邊，答案選C。 ??? (3)當(dāng)v0＞v傳時，即物體滑上傳送帶時速度大于傳送帶

4、速度，則物體受到方向與v0相反，大小仍為f=μmg的滑動摩擦力作用而減速，其又分為兩種情況： ??? a.若v傳＞v拋，即物體沖上傳送帶時速度大于傳送帶速度，但物體還未達(dá)到傳送帶右端時，先減速到v傳而后保持v傳速度勻速行至右端，物體將落在P點右邊，答應(yīng)選C。??? ??? b.若v傳＜v拋，即物體滑上傳送帶時速度大于傳送帶速度，而物體一至減速到傳送帶右端，速度減為 v拋，最終物體仍落在P點，答案應(yīng)選A。 ??? 綜上所有分析：物體的運(yùn)動、傳送帶的運(yùn)動都是獨立的運(yùn)動，兩者并沒有什么牽連，只是物體壓在傳送帶上，由相對滑動使物塊受滑動摩擦力，產(chǎn)生加速度而改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。 初速度為零，

5、相對于傳送速向右運(yùn)動，受滑動摩擦力向左，大小為f=μmg,物塊加速度a=μg=5m/s2，方向向左，達(dá)到與傳送帶同樣的速度需要時間t1==2s,物體在t1時間內(nèi)的位移s1=at12??=10m,而后物塊與傳送帶一起運(yùn)動至B端。解此題用以下幾式： ??? N=mg?? ??? f=μN(yùn) ??? f=ma ??? s1=at12?? ??? v0=at1 ??? s2=s-s1???????????? 解得：t=2·2s ??? s2=v0t2 ??? t=t1+t2 解此題可用以下幾式： ??? f=μN(yùn) ??? N=mg ??? f=ma ??? v=v0-at1

6、 ??? v2-v02=-2as1?????? 解得：t=9s ??? s2=s-s1 ??? s2=vt2 ??? t=t1+t2 ??? 例4、如圖所示，傳送帶與地面的傾角為37°，以10m/s的速率逆時針轉(zhuǎn)動，在傳送帶上方輕輕靜放一質(zhì)量為0.5kg的物塊，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5，傳送帶兩輪間距為16m，則物塊從上端運(yùn)動到下端所需時間為多少？(g取10m/s2) ??? 分析與解：小物塊剛放上傳送帶時相對傳送帶后滑，它受到傳送帶向前的滑動摩擦力而加速向下運(yùn)動，當(dāng)物體加速到與傳送帶速度相等瞬間不受摩擦力，此時加速度a=gsinθ，而后其速度超過傳送帶，受到向后的滑動摩擦

7、力，繼續(xù)加速走完后半段。 解此題可由以下幾式： ??? a1=g(sinθ+μcosθ) ??? a2=g(sinθ-μcosθ) ??? v0=a1t1 ??? v02=2a1s1???????? 解得t=2s ??? s=s1+s2 ??? s2=v0t2+a2t22 ??? t=t1+t2 ??? 例5、如圖所示，半徑為r=20cm的兩圓柱A和B，靠電動機(jī)帶動按同方向均以8rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，兩圓柱的轉(zhuǎn)動軸互相平行且在同一平面內(nèi)，轉(zhuǎn)動方向圖中已標(biāo)出，質(zhì)量均勻的木棒放置其上，重心起始恰在B的上方，棒和圓柱體間的動摩擦因數(shù)為0.16，圖中s=1.6m，L ＞2m，重

8、力加速度取10m/s2,從棒開始運(yùn)動到重心恰在A上方需要時間為多少？ ? A、B圓柱邊緣的線速度v=rω=0.2×8m/s=1.6m/s ? 木棒被加速到與圓柱邊緣線速度相同的時間 ????? t1==s=1s ??? 此過程中木棒與圓柱邊緣有相對滑動，木棒向左位移??? ??????? s1=at12=0.8m ??? 而后木棒與圓柱邊緣沒有相對滑動，與圓柱體邊緣一起向左勻速運(yùn)動的位移s2=s-s1=1.6-0.8m，再勻速至重心到A上的時間t2==s=0.5s ??? ∴從棒開始運(yùn)動到重心恰在A上方的時間為1.5s。 例6、將一粉筆頭輕放在以2m/s的恒定速度運(yùn)動的傳送帶

9、上，傳送帶上留下一條長度為4m的劃線(粉筆頭只要相對于傳送帶運(yùn)動就能劃線)；若使該傳送帶改做勻減速運(yùn)動，加速度為1.5m/s2，并且在傳送帶開始做勻減速運(yùn)動的同時，將另一粉筆頭輕放在傳送帶上，該粉筆頭在傳送帶上能留下一條多長的劃線？ ??? 分析與解： ??? (1)當(dāng)傳送帶勻速運(yùn)動時 ??? 設(shè)粉筆頭從放到傳送帶上到與傳送帶獲得相同速度的時間為t， ??? 則v0=at? ∴t= ??? 此過程中粉筆頭位移? S粉=at2= ??? 此過程中傳送帶位移? S帶=v0t= ??? ∴相對位移即劃線長 △S=S帶-S粉= ??? ∴粉筆頭在傳送帶上的加速度a= ??? 代入數(shù)據(jù)

10、得：a==0.5m/s2 ??????? 即a=μg=0.5m/s2 ??? (2)當(dāng)傳送速勻減速運(yùn)動時，a'=1.5m/s2 ??? 設(shè)粉筆頭加速、傳送帶減速到速度相等的時間為t1，此時速度為v，則 ??? 對傳送帶：v=v0-a't1 ??? 對粉筆頭：v=at1 ??????? ∴v0-a't1=at1 ?? ???? ∴t1==s=1s ??? 此時兩者共同速度v=0.5m/s ??? 此過程中，粉筆頭位移? S粉1=at12=0.25m ????????????? 傳送帶位移? S帶1==m=1.25m ??? 此過程中粉筆頭相對傳送帶后滑距離即劃線長?????

11、?? ??? △S1=S帶1-S粉1=1.25-0.25=1m ??? 而后由于a＜a'粉筆頭和傳送帶都減速，但粉筆頭相對于傳送帶前滑，此時劃線與前面的1m劃線重合。還知道，傳送帶比粉筆頭先停。 ??? 從兩者速度相等到傳送帶停止用時間t2帶===s ??? 此過程中傳送帶位移S2帶===m ??? 從兩者速度相等到粉筆頭停止用時間t2粉===1s ??? 此過程中粉筆頭位移S2粉===0.25m ??? 從兩者速度相等到兩者不同時刻停下來，粉筆頭相對于傳送帶前滑距離△S2=S2粉-S2帶=0.25-=0.17m＜1m ??? 即后來劃線沒有重復(fù)完原來劃線，因此此種情況下劃線

12、長仍為1m。 ??? 由以下分析可以得出結(jié)論：分析傳送帶上物體運(yùn)動問題先由初始條件決定相對運(yùn)動，分析物體所受摩擦力及其加速度的大小和方向，再由速度變化進(jìn)而分析相對運(yùn)動及受力，再來判斷以后物體的運(yùn)動。其中“速度相等”是這類題解答過程中的轉(zhuǎn)折點。 練習(xí)： 2、如圖示，兩傳送帶輪間距離S=20m,按圖示方向以速度v=2m/s勻速轉(zhuǎn)動著。在傳送帶左端沿與傳送帶轉(zhuǎn)動方向相同的方向以1m/s的初速度滑上一小物體，已知小物體與傳送帶間動摩擦因數(shù)為0.1，求小物體從左端運(yùn)動到右端所需時間？ 3、如圖示，傳送帶與水平地面向的夾角為37°，以10m/s的速率勻速轉(zhuǎn)動，在傳送帶上端輕放一質(zhì)量為0.5kg的物

13、塊，它與傳送帶的動摩擦因數(shù)為0.5，傳送帶兩輪間的距離高為16m，則物體從傳送帶上端滑到下端的時間有可能是 ??? A、1S ??? B、2S ??? C、3S ??? D、4S 4、如圖示，水平傳送帶間距s=10m，以v0=2m/s的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動著。現(xiàn)將一小物體無初速地輕放在傳送帶的左端，結(jié)果小物體運(yùn)動到右端用時6S，為使此小物體用最短時間從左端運(yùn)動到右端，問傳送帶的速度應(yīng)為多大？ ??? 5、如圖示，距地面高度h=5m的平臺邊緣水平放置一兩輪間距為d=6m的傳送帶，一小物塊從平臺邊緣以v0=5m/s的初速度滑上傳送帶。已知平臺光滑，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，設(shè)傳送帶的轉(zhuǎn)動速度為v'，且規(guī)定順時針轉(zhuǎn)動v'為正，逆時針轉(zhuǎn)動v'為負(fù)。試分析畫出小物塊離開傳送帶右邊緣落地的水平距離S與v'的變化關(guān)系圖線。 練習(xí)答案：