高三物理物理传送带问题精选PPT.ppt
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1、高三物理物理传送带问题第1页,此课件共26页哦例例1例例203年春季高考江苏理综试题第年春季高考江苏理综试题第35题题例例3例例4例例5例例6例例704年苏州模考题例年苏州模考题例8例例803全国理综全国理综342005年江苏理综年江苏理综35传送带问题传送带问题更多资源更多资源 第2页,此课件共26页哦例例1、水平水平传送送带长4.5m,以以3m/s的速度作匀速运的速度作匀速运动。质量质量m=1kg的的物体与物体与传送送带间的的动摩擦因数摩擦因数为0.15,则该物体从静物体从静止放到止放到传送送带的一端开始的一端开始,到达另一端所需到达另一端所需时间为多少多少?这一过这一过程中由于摩擦产生的
2、热量为多少程中由于摩擦产生的热量为多少?这一过程中带动传送带这一过程中带动传送带转动的机器做多少功转动的机器做多少功?(g取取10m/s2)。解:物体在摩擦力作用下先匀加速运动解:物体在摩擦力作用下先匀加速运动,后做匀速运动后做匀速运动,a=g=1.5m/s2t1=v/a=2sS1=1/2at12=3mt2=(L-S1)/v=0.5st=t1+t2=2.5s木块与传送带的相对位移木块与传送带的相对位移S=vt1-S1=3mQ=mgS=4.5J机器做功机器做功W=1/2mv2+Q=9J或或W=mgS皮带皮带=mgvt1=9J第3页,此课件共26页哦BAPvhL例例2、如图示如图示,质量质量m=1
3、kg的物体从高为的物体从高为h=0.2m的光滑轨道上的光滑轨道上P点点由静止开始下滑由静止开始下滑,滑到水平传送带上的滑到水平传送带上的A点点,物体和皮带之间的物体和皮带之间的动摩擦因数为动摩擦因数为=0.2,传送带传送带AB之间的距离为之间的距离为L=5m,传送带一直传送带一直以以v=4m/s的速度匀速运动的速度匀速运动,求求:(1)物体从物体从A运动到运动到B的时间是多少?的时间是多少?(2)物体从物体从A运动到运动到B的过程中的过程中,摩擦力对物体做了多少功摩擦力对物体做了多少功?(3)物体从物体从A运动到运动到B的过程中的过程中,产生多少热量产生多少热量?(4)物体从物体从A运动到运动
4、到B的过程中的过程中,带动传送带转动的电动机多做了带动传送带转动的电动机多做了多少功多少功?第4页,此课件共26页哦解:解:(1)物体下滑到物体下滑到A点的速度为点的速度为v0,由机械能守恒定律由机械能守恒定律1/2mv02=mghv0=2m/s物体在摩擦力作用下先匀加速运动物体在摩擦力作用下先匀加速运动,后做匀速运动后做匀速运动,t1=(v-v0)/g=1sS1=(v2-v02)/2g=3mt2=(L-S1)/v=0.5st=t1+t2=1.5s(2)Wf=mgS1=0.2103=6J或或Wf=1/2mv2-1/2mv02=1/2(16-4)=6J(3)在在t1时间内时间内,皮带做匀速运动皮
5、带做匀速运动S皮带皮带=vt1=4mQ=mgS=mg(S皮带皮带-S1)=2J(4)由能量守恒由能量守恒,W=Q+Wf=8J或或W=mgS皮带皮带=8J第5页,此课件共26页哦水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查。如图为一水平传送带装置示意图,绷紧的传李进行安全检查。如图为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带送带AB始终保持始终保持v=1m/s的恒定速率运行,一质量为的恒定速率运行,一质量为m=4kg的行李无初速地放在的行李无初速地放在A处处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加
6、速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设行李与传送带间的动摩擦因数率做匀速直线运动。设行李与传送带间的动摩擦因数=0.1,AB间的距离间的距离L=2.0m,g取取10m/s2。(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小。求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小。(2)求行李做匀加速直线运动的时间及运动的总时间。求行李做匀加速直线运动的时间及运动的总时间。(3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处。求行李从处。求行李从A处传送到处传送到B处
7、的最短时间和传送带对应的最小处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。运行速率。03年春季高考江苏省理科综合试题第年春季高考江苏省理科综合试题第35题题第6页,此课件共26页哦解:解:(1)滑动摩擦力)滑动摩擦力f=mg=4N由牛顿第二定律,由牛顿第二定律,f=ma代入数值,得代入数值,得a=1m/s2(2)设行李做匀加速运动的时间为)设行李做匀加速运动的时间为t1,行李加速运动,行李加速运动的末速度为的末速度为v=1m/s。则则t1=v/a=1s匀速运动的时间为匀速运动的时间为t2t2=(L-1/2at12)v=1.5s运动的总时间为运动的总时间为T=t1+t2=2.5s(3)行李从)行李从A
8、处匀加速运动到处匀加速运动到B处时,传送时间最短。则处时,传送时间最短。则L=1/2atmin2代入数值,得代入数值,得tmin=2s传送带对应的最小运行速率传送带对应的最小运行速率vmin=atmin代入数值,得代入数值,得vmin=2m/s第7页,此课件共26页哦例例3.物物块块从从光光滑滑曲曲面面上上的的P点点自自由由滑滑下下,通通过过粗粗糙糙的的静静止止水水平平传传送送带带以以后后落落到到地地面面上上Q点点,若若传传送送带带的的皮皮带带轮轮沿沿逆逆时时针针方方向向转转动动起起来来,使使传传送送带带随随之之运运动动,如如图图7所所示示,再再把物块放到把物块放到P点自由滑下,则:点自由滑下
9、,则:()A.物块将仍落在物块将仍落在Q点点B.物块将会落在物块将会落在Q点的左边点的左边C.物块将会落在物块将会落在Q点的右边点的右边D.物块有可能落不到地面上物块有可能落不到地面上PQA第8页,此课件共26页哦例例4、如图示,物体从如图示,物体从Q点开始自由下滑,通过粗糙的点开始自由下滑,通过粗糙的静止水平传送带后,落在地面静止水平传送带后,落在地面P点,若传送带按顺时针方点,若传送带按顺时针方向转动。物体仍从向转动。物体仍从Q点开始自由下滑,则物体通过传送带点开始自由下滑,则物体通过传送带后:后:()A.一定仍落在一定仍落在P点点B.可能落在可能落在P点左方点左方C.一定落在一定落在P点
10、右方点右方D.可能落在可能落在P点也可能落在点也可能落在P点右方点右方解:解:物体滑下的初速度为物体滑下的初速度为v0,传送带静止时,物体滑到右端速度为,传送带静止时,物体滑到右端速度为v1,传送带转动时,物体滑到右端速度为,传送带转动时,物体滑到右端速度为v2,传送带长,传送带长L由功能关系由功能关系fL=1/2m(v02-v12)传送带转动时,可能一直减速,也可能先加(减)速后匀速运动,相对传送带转动时,可能一直减速,也可能先加(减)速后匀速运动,相对滑动的距离为滑动的距离为sfs=1/2m(v02-v22)sLv2v1DQP第9页,此课件共26页哦例例5、如图示,传送带与水平面夹角为如图
11、示,传送带与水平面夹角为370,并以,并以v=10m/s运行,在传送带的运行,在传送带的A端轻轻放一个小物体,物体与传送带之端轻轻放一个小物体,物体与传送带之间的动摩擦因数间的动摩擦因数=0.5,AB长长16米,求:以下两种情况下米,求:以下两种情况下物体从物体从A到到B所用的时间所用的时间.(1)传送带顺时针方向转动)传送带顺时针方向转动(2)传送带逆时针方向转动)传送带逆时针方向转动AB解:解:(1)传送带顺时针方向转动时受力如图示:)传送带顺时针方向转动时受力如图示:vNfmgmgsinmgcos=maa=gsingcos=2m/s2S=1/2a t2第10页,此课件共26页哦ABv(2
12、)传送带逆时针方向转动物体受力如图:)传送带逆时针方向转动物体受力如图:Nfmg开始摩擦力方向向下开始摩擦力方向向下,向下匀加速运动向下匀加速运动a=gsin370+gcos370=10m/s2t1=v/a=1sS1=1/2at2=5mS2=11m1秒后,速度达到秒后,速度达到10m/s,摩擦力方向变为向上,摩擦力方向变为向上Nfmga2=gsin370-gcos370=2m/s2物体以初速度物体以初速度v=10m/s向下作匀加速运动向下作匀加速运动S2=vt2+1/2a2t2211=10t2+1/22t22t2=1st=t1+t2=2s第11页,此课件共26页哦例例6、如图所示,传送带不动时
13、,物体由皮带顶端如图所示,传送带不动时,物体由皮带顶端A从静止开始从静止开始下滑到皮带底端下滑到皮带底端B用的时间为用的时间为t,则:(,则:()A.当皮带向上运动时,物块由当皮带向上运动时,物块由A滑到滑到B的时间一定大于的时间一定大于tB.当皮带向上运动时,物块由当皮带向上运动时,物块由A滑到滑到B的时间一定等于的时间一定等于tC.当皮带向下运动时,物块由当皮带向下运动时,物块由A滑到滑到B的时间可能等于的时间可能等于tD.当皮带向下运动时,物块由当皮带向下运动时,物块由A滑到滑到B的时间可能小于的时间可能小于tABABvNf fmgABvNf fmgNf fmg当当=0时,时,C对对B、
14、C、D第12页,此课件共26页哦30v例例7.一传送皮带与水平面夹角为一传送皮带与水平面夹角为30,以,以2m/s的恒定的恒定速度顺时针运行。现将一质量为速度顺时针运行。现将一质量为10kg的工件轻放于底的工件轻放于底端,经一段时间送到高端,经一段时间送到高2m的平台上,工件与皮带间的的平台上,工件与皮带间的动摩擦因数为动摩擦因数为=,取,取g=10m/s2求带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能。求带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能。第13页,此课件共26页哦解解:设工件向上运动距离设工件向上运动距离S 时,速度达到传送带的速度时,速度达到传送带的速度v,由动能定理可知由动能定理可知
15、mgScos30mgSsin30=01/2mv2解得解得 S=0.8m,说明工件未到达平台时,速度已达到,说明工件未到达平台时,速度已达到v,所以工件动能的增量为所以工件动能的增量为EK=1/2mv2=20J工件重力势能增量为工件重力势能增量为EP=mgh=200J在工件加速运动过程中在工件加速运动过程中,工件的平均速度为工件的平均速度为v/2,因此工件的位移是皮带运动距离因此工件的位移是皮带运动距离S 的的1/2,即即S=2S=1.6m由于滑动摩擦力作功而增加的内能由于滑动摩擦力作功而增加的内能E为为E=f S=mgcos30(S S)=60J电动机多消耗的电能为电动机多消耗的电能为EK+E
16、P+E=280J第14页,此课件共26页哦30v又解又解:物体开始受到向上的摩擦力作用物体开始受到向上的摩擦力作用,做匀加速运动做匀加速运动Nmgf滑动摩擦力滑动摩擦力f1=mgcos=75Na=gcos-gsin=g/4=2.5m/s2经过时间经过时间t1=v/a=0.8s速度达到速度达到2m/s,上升上升s1=v2/2a=0.8m然后在静摩擦力作用下做匀速运动然后在静摩擦力作用下做匀速运动,上升上升s2=3.2m静摩擦力静摩擦力f2=mgsin=50Nt2=s2/v=1.6s为保持皮带匀速运动,机器在为保持皮带匀速运动,机器在t1时间内应增加动力时间内应增加动力75N,在在t2时时间内应增
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