第三章 微专题23 ”传送带模型“的动力学问题.docx

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1、第三章牛顿运动定律微专题23 “传送带模型”的动力学问题传送带靠摩擦力带动（或阻碍）物体运动，物体速度与传送带速度相同时往往是摩擦力突变（从 滑动摩擦力变为无摩擦力或从滑动摩擦力变为静摩擦力）之时.1. （2019河北张家口市上学期期末）如图I所示，一足够长的水平传送带以恒定的速度顺时针 转动.将一物体轻轻放在传送带左端，则物体速度大小外加速度大小。、所受摩擦力的大小/以及位移大小x随时间的变化关系正确的是（）2. （2020河北邯郸市测试）如图2甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率0运行，初速 度大小为色的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时，

2、小物块在传送带上运动的传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图像（以地面为参考系）如图乙所示.已知则（ ）A.七时刻，小物块离1处的距离达到最大B.打时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C. 0“时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左0时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用3. （2019江苏无锡市上学期期末）如图3所示，水平传送带以速度如向右匀速运动，在传送 带的右侧固定一弹性挡杆，在/=0时刻，将工件轻轻放在传送带的左端，当工件运动到弹性 挡杆所在的位置时与挡杆发生碰撞，已知碰撞时间极短，不计碰撞过程的能量损失.则从工 件开始运动到与挡杆第二次碰撞前的运动过程中，工件运动

3、的v-t图像可能是（）弹性挡杆&4. （2019四川泸州市检）如图4所示，倾角为。的足够长传送带沿顺时针方向转动，转动速 度大小为0.一个物块从传送带底端以初速度大小上滑，同时物块受到平行于传送 带向上的恒力/作用，物块与传送带间的动摩擦因数4=tan仇最大静摩擦力等于滑动摩擦 力，则物块运动的。一，图像不可能是（）5. （2020广东惠州市月考）如图5所示，足够长的传送带与水平面夹角为仇以速度的逆时针 匀速转动，在传送带的上端轻轻放置个质量为的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因 数VtanO,则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是（）第2页，共5页(2019湖南省卜三校联考)如图6

4、所示，有一条沿顺时针方向匀速转动的传送带，恒定速度。=4 m/s,传送带与水平面的夹角夕=37。，现将质量?=1 kg的小物块轻放在其底端(小物块 可视作质点)，与此同时，给小物块施加沿传送带方向向上的恒力b=8 N,经过一段时间，小物块运动到了离地面高为刀=2.4 m的平台上.一知物块与传送带之间的动摩擦因数=0.5, g 取 10m/s2 sin 37=0.6, cos 37=0.8.求：图6(1)物块从传送带底端运动到平台上所用的时间；(2)若在物块与传送带达到相同速度时，立即撤去恒力E计算小物块还需经过多少时间离开 传送带以及离开时的速度大小.第3页，共5页答案精析1. A 在前h内物

5、体受到向右的滑动摩擦力而做匀加速直线运动，加速度不变，/恒定，速 度与时间的关系为v=at, v-t图像是过原点的倾斜的直线；物体的速度与传送带速度相同 后,不受摩擦力而做匀速直线运动，速度不变，合力为0,加速度为0,故A正确，B、C、 D错误.B 八时刻小物块向左运动到速度为零，离力处的距离达到最大，故A错误；时刻前小 物块相对传送带向左运动，之后相对静止，故B正确；0乃时间内，小物块受到的摩擦力方 向始终向右，时间内小物块不受摩擦力作用，故C、D错误.2. C 工件与弹性挡杆发生碰撞后，其速度的方向发生改变，应取负值，故A、B错误：工 件与弹性挡杆发生碰撞前的加速过程中和工件与弹性挡杆碰撞

6、后的减速过程中所受滑动摩擦 力不变，所以两过程中加速度不变，故C正确，D错误.C 物块的速度虫。|,初始时物块受到沿斜面向下的滑动摩擦力，因=tancos 0=/gsin 0.当片?gsinaF=Fmgsn 0,方向沿传送带向上.若Rf,物块将做匀 加速直线运动，A选项可能；若F=f,物块做匀速运动，B选项可能；若QV/；物块将先 做匀减速直线运动，当物块速度等于传送带速度时，Ff=f g 物块和传送带保持相对静 止，匀速运动.当产VmgsinaF2=wgsin 0F,方向沿传送带向下，物块先做匀减速直线 运动，到与传送带速度相同时，因尸2=mgsin 8FVmgsin。=/=外大,物块将与传

7、送带一起 做匀速运动，D选项可能，C选项不可能.D 传送带以速度的逆时针匀速转动，在传送带的上端轻轻放置一个质量为根的小木块， 小木块相对于传送带向上运动，受到的滑动摩擦力方向沿传送带向下，重力沿传送带向下的 分力和滑动摩擦力方向相同，小木块做加速度为m的匀加速直线运动，由牛顿第二定律得： nigsin 0+igcos 0=ma,所以m=gsin 8+gcos夕小木块加速至与传送带速度相等时，由于 Vtan仇则小木块不会与传送带保持相对静止而匀速运动，之后小木块继续加速，所受滑动 摩擦力变为沿传送带向上，做加速度为傲的匀加速直线运动，这一阶段由牛顿第二定律得： nigsin 0imgcos 0

8、=mai, 所以：2=gsin，一geos 0.根据以上分析，有42V0,故选D.(1)1.33 s (2)0.85 s 2.3 m/s解析(1)对物块受力分析可知，物块先是在恒力作用下沿传送带方向向上做初速度为零的匀 加速直线运动，摩擦力的方向沿传送带向上，直至速度达到传送带的速度，由牛顿第二定律： F+mgcos 37-wgsin 370=必，解得：ai=6 m/s2.v 2 v2 4s,/尸标=”第4页，共5页 物块达到与传送带同速后，物块未到顶端，物块受到的摩擦力的方向改变，对物块受力分析 可知，因为=8N而物块所受重力沿传送带向下的分力和最大摩擦力之和为10 N,故物块 不能相对传送带向上加速，则：。2 =。hsin 37。-“i 24t2= s, 加/0$ 37。，故匀减速向 上运动，a3=?gsin 37?gcos 37,得：ay=2 m/s2.物块还需/离开传送带，离开时的速度大小为劭，则：v2vi2=2a?( xi),仍= m/s22.3 m/s, t = =().85 s.sinjci3第5页，共5页