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2019-2020年高中物理 自助練習(xí) 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用之傳送帶問題 新人教版必修1 F 例1.在光滑的水平面上，足夠長的木板質(zhì)量M=8kg,由靜止開始在水平拉力F=8N作用下向右運(yùn)動(dòng)，如圖所示，當(dāng)速度達(dá)到1.5m/s時(shí)，將質(zhì)量為m=2kg的物體輕輕的放在木板的右端，已知木板與物體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，問：物體放到木板上以后，經(jīng)多長時(shí)間物體與木板相對(duì)靜止，在這段時(shí)間里，物體相對(duì)木板滑動(dòng)的距離多長。 答案：解：放上木塊后，木塊做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得： μmg=ma1 a1=2m/s2 ① 做加速運(yùn)動(dòng)木板 F-μmg=Ma2 a2 =0.5m/s2 ② 經(jīng)時(shí)間t兩物體相對(duì)靜止 a1 t =V+ a2t t=1s ③ 木塊向前位移 s1=a1t2 /2 s1=1m, ④ 木板向前位移 S2=Vt+ a2t2 /2 S2=1.75m ⑤ 物體相對(duì)木板滑動(dòng)的距離 S= S2-- S1=0.75m ⑥ A B 規(guī)范解題： 學(xué)案重現(xiàn)：．如圖所示，水平傳送帶以2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，傳送帶兩端A、B間的距離為20m，將一質(zhì)量為2kg的木塊無初速度的放在A端，已知木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。求木塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端所用的時(shí)間。（g=10m/s2） 解：對(duì)木塊水平方向應(yīng)用牛頓第二定律 μmg=ma ① a=2m/s2 木塊加速時(shí)間t1 , 加速位移s1 V=at1 t1=1s ② S1=at2/2 =1m ③ 此后木塊與傳送帶保持相對(duì)靜止勻速運(yùn)動(dòng)， 勻速運(yùn)動(dòng)為t2 S2=S-S1=19m ④ t2= S2/V =9.5s ⑤ 木塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端所用的時(shí)間t t= t1+ t2=10.5s ⑥ 練習(xí)： 1.在民航和火車站可以看到用于對(duì)行李進(jìn)行安全檢查的水平傳送帶。當(dāng)旅客把行李放到傳送帶上時(shí)，傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開始做勻加速運(yùn)動(dòng)。隨后它們保持相對(duì)靜止，行李隨傳送帶一起前進(jìn)。 設(shè)傳送帶勻速前進(jìn)的速度為0.25m/s，把質(zhì)量為5kg的木箱靜止放到傳送帶上，由于滑動(dòng)摩擦力的作用，木箱以6m/s2的加速度前進(jìn)，那么這個(gè)木箱放在傳送帶上后，傳送帶上將留下一段多長的摩擦痕跡？ 2. 如圖所示的傳送皮帶，其水平部分AB長BC與水平面夾角，長度，一小物體P與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)，皮帶沿A至B方向運(yùn)行，速率為，若把物體P放在A點(diǎn)處，它將被傳送帶送到C點(diǎn)，且物體P不脫離皮帶，求物體從A點(diǎn)被傳送到C點(diǎn)所用的時(shí)間。（） 3．如圖3所示，水平傳送帶以不變的速度v向右運(yùn)動(dòng)，將質(zhì)量為m的工件輕輕放在傳送帶的左端，由于摩擦力的作用，工件做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t，速度變?yōu)関；再經(jīng)時(shí)間2t，工件到達(dá)傳送帶的右端，下列說法正確的是（ ） 圖3 A.工件在水平傳送帶上滑動(dòng)時(shí)的加速度a=v/2t B.工件與水平傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù) = C.工件從水平傳送帶的左端到達(dá)右端通過的距離X=3vt D.傳送帶克服摩擦做功為mv2 4.(xx石家莊質(zhì)檢)如圖所示，傳送帶的水平部分長為L．傳動(dòng)速率v，在其左端無初速度放一小木塊，若木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則木塊從左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間不可能是 ( ) A． ＋ B． C． D． 1.解法一：行李加速到0.25m/s所用的時(shí)間：t＝＝＝0.042s 行李的位移：x行李＝＝=0.0053m 傳送帶的位移：x傳送帶＝V0t＝0.250.042m＝0.0105m 摩擦痕跡的長度： （求行李的位移時(shí)還可以用行李的平均速度乘以時(shí)間，行李做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，。） 解法二：以勻速前進(jìn)的傳送帶作為參考系．設(shè)傳送帶水平向右運(yùn)動(dòng)。木箱剛放在傳送帶上時(shí)，相對(duì)于傳送帶的速度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，做減速運(yùn)動(dòng)，速度減為零時(shí)，與傳送帶保持相對(duì)靜止。木箱做減速運(yùn)動(dòng)的加速度的大小為 a＝6m/s2木箱做減速運(yùn)動(dòng)到速度為零所通過的路程為 即留下5mm長的摩擦痕跡。 【總結(jié)】分析清楚行李和傳送帶的運(yùn)動(dòng)情況，相對(duì)運(yùn)動(dòng)通過速度位移關(guān)系是解決該類問題的關(guān)鍵。 2.解：物體P隨傳送帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶相等時(shí)若未到達(dá)B，即做一段勻速運(yùn)動(dòng)；P從B至C段進(jìn)行受力分析后求加速度，再計(jì)算時(shí)間，各段運(yùn)動(dòng)相加為所求時(shí)間。 P在AB段先做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律 ， 得P勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間 P以速率v開始沿BC下滑，此過程重力的下滑分量；滑動(dòng)摩擦力沿斜面向上，其大小為，可見其加速下滑。由牛頓第二定律 從A至C經(jīng)過時(shí)間 3.【答案】BD 4.ACD