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传送带高考题,高考物理传送带试题
tamoadmin 2024-07-19 人已围观
简介1.摩擦力的大小2.高一物理 传送带问题3.高考物理传送带题~4.高一物理题:一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点)5.我高三了,明年就高考了,一直没搞懂传送带问题。拜托帮帮忙。就是倾斜的传送带上无初速放上一物体。传... 具体方法是:(1)分析物体的受力情况在传送带上的物体主要是分析它是否受到摩擦力、它受到的摩擦力的大小和方向如何、是静摩擦力还是滑动摩擦力。在受力分析时,正确的理解物体相
1.摩擦力的大小
2.高一物理 传送带问题
3.高考物理传送带题~
4.高一物理题:一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点)
5.我高三了,明年就高考了,一直没搞懂传送带问题。拜托帮帮忙。就是倾斜的传送带上无初速放上一物体。传...
具体方法是:
(1)分析物体的受力情况
在传送带上的物体主要是分析它是否受到摩擦力、它受到的摩擦力的大小和方向如何、是静摩擦力还是滑动摩擦力。在受力分析时,正确的理解物体相对于传送带的运动方向,也就是弄清楚站在传送带上看物体向哪个方向运动是至关重要的!因为是否存在物体与传送带的相对运动、相对运动的方向决定着物体是否受到摩擦力和摩擦力的方向。
(2)明确物体运动的初速度
分析传送带上物体的初速度时,不但要分析物体对地的初速度的大小和方向,同时要重视分析物体相对于传送带的初速度的大小和方向,这样才能明确物体受到摩擦力的方向和它对地的运动情况。
(3)弄清速度方向和物体所受合力方向之间的关系
物体对地的初速度和合外力的方向相同时,做加速运动,相反时做减速运动;同理,物体相对于传送带的初速度与合外力方向相同时,相对做加速运动,方向相反时做减速运动。
2、常见的几种初始情况和运动情况分析
(1)物体对地初速度为零,传送带匀速运动,(也就是将物体由静止放在运动的传送带上)
物体的受力情况和运动情况如图1所示:其中V是传送带的速度,V10是物体相对于传送带的初速度,f是物体受到的滑动摩擦力,V20是物体对地运动初速度。(以下的说明中个字母的意义与此相同)
物体必定在滑动摩擦力的作用下相对于地做初速度为零的匀加速直线运动。其加速度由牛顿第二定律 ,求得 ;
在一段时间内物体的速度小于传送带的速度,物体则相对于传送带向后做减速运动,如果传送带的长度足够长的话,最终物体与传送带相对静止,以传送带的速度V共同匀速运动。
(2)物体对地初速度不为零其大小是V20,且与V的方向相同,传送带以速度V匀速运动,(也就是物体冲到运动的传送带上)
①若V20的方向与V 的方向相同且V20小于V,则物体的受力情况如图1所示完全相同,物体相对于地做初速度是V20的匀加速运动,直至与传送带达到共同速度匀速运动。
②若V20的方向与V 的方向相同且V20大于V,则物体相对于传送带向前运动,它受到的摩擦力方向向后,如图2所示,摩擦力f的方向与初速度V20方向相反,物体相对于地做初速度是V20的匀减速运动,一直减速至与传送带速度相同,之后以V匀速运动。
(3)物体对地初速度V20,与V的方向相反
如图3所示:物体先沿着V20的方向做匀减速直线运动直至对地的速度为零。然后物体反方向(也就是沿着传送带运动的方向)做匀加速直线运动。
①若V20小于V,物体再次回到出发点时的速度变为- V20,全过程物体受到的摩擦力大小和方向都没有改变。
②若V20大于V,物体在未回到出发点之前与传送带达到共同速度V匀速运动。
说明:上述分析都是认为传送带足够长,若传送带不是足够长的话,在图2和图3中物体完全可能以不同的速度从右侧离开传送带,应当对题目的条件引起重视。
二、物体在传送带上相对于传送带运动距离的计算
①弄清楚物体的运动情况,计算出在一段时间内的位移X2。
②计算同一段时间内传送带匀速运动的位移X1。
③两个位移的矢量之 =X2- X1就是物体相对于传送带的位移。
摩擦力的大小
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物理高考常考点—传送带问题
传送带问题是以真实物理现象为依据的问题,它既能训练学生的科学思维,又能联系科学、生产和生活实际,因而,这种类型问题具有生命力,当然成为高考命题专家所关注的问题.近三年有关传送带考题频频出现,显示出它在考查学科综合能力的独特功能。
传送带问题的考查一般从两个层面上展开,一是受力和运动分析,受力分析中关键是注意摩擦力突变(大小、方向)——发生在V物与V带相同的时刻;运动分析中关键是相对运动的速度大小与方向的变化——物体和传送带对地速度的大小与方向比较。二是功能分析,注意功能关系:WF=△EK+△EP+Q,式中WF为传送带做的功:WF=F?S带 (F由传送带受力情况求得),△EK、△EP为传送带上物体的动能、重力势能的变化,Q是由于摩擦产生的内能:Q=f?S相对。下面结合传送带两种典型模型加以说明。
一、水平放置运行的传送带
处理水平放置的传送带问题,首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析,分清物体所受摩擦力是阻力还是动力;其二是对物体进行运动状态分析,即对静态→动态→终态进行分析和判断,对其全过程作出合理分析、推论,进而用有关物理规律求解.
例1 (04江苏高考题) 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了安全检查。图1为—水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB始终保持v=1m/s的恒定速率运行,一质量为m=4kg的行李无初速地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李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μ=0.1,AB间的距离l=2m,g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;
(2)求行李做匀加速直线运动的时间;
(3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处。求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。
分析与解:(1)开始运动时滑动摩擦力 F=μmg ①
以题给数值代入,得F=4N ②
由牛顿第二定律得
F=ma ③
代入数值,得a=1m/s2 ④
(2)设行李做匀加速运动的时间为t,行李加速运动的末速度为v=1m/s。则
v=at ⑤
代入数值,得t=1s ⑥
(3)行李从A匀加速运动到B时,传送时间最短。则
l=1/2at2min ⑦
代入数值,得tmin=2s ⑧
传送带对应的最小运行速率
vmin=atmin ⑨
代入数值,解得vmin=2m/s ⑩
例2 (06全国高考题) 一水平的浅色传送带上放一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。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 开始运动,当其速度达到 后,便以此速度做匀速运动。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。
分析与解:根据“传送带上留下了一段黑色痕迹”可知,煤块与传送带之间发生相对滑动,煤块的加速度 小于传送带恒定的加速度 。根据牛顿第二定律可得
①
设经历时间 传送带由静止开始加速到速度 ,煤块由静止加速到速度 ,有
②
③
由于 ,故 ,煤块继续受摩擦力作用加速。再经时间 ,煤块速度由 增加到 ,有
④
此后煤块与传送带相对静止,不再产生新的痕迹。
设在煤块的速度从0增加到 的整个过程中,传送带和煤块移动的距离分别为 和 有 ⑤
⑥
传送带留下的黑色痕迹长度 ⑦
由以上各式得 ⑧
二、倾斜放置运行的传送带
这种传送带是指两皮带轮等大,轴心共面但不在同一水平线上(不等高),传送带将物体在斜面上传送的装置.处理这类问题,同样是先对物体进行受力分析,再判断摩擦力的大小与方向,这类问题特别要注意:若传送带匀速运行,则不管物体的运动状态如何,物体与传送带间的摩擦力不会消失.
例3 如图2所示,传送带与地面倾角θ=370,从A到B
长度为16m,传送带以v=10m/s 的速率逆时针转动.在传
送带上端A无初速地放一个质量为m=0.5kg的物体,它与传
送带之间的动摩擦因数为μ=0.5. 求物体从A运动到B所需时间是多少.(sin370=0.6)
分析与解:物体放到传送带上后,开始阶段,由于传送带的速度大于物体的速度, 传送带给物体一沿平行传送带向下的滑动摩擦力,物体受力情况如图3所示.以平行于传送带向下为x轴,垂直于传送带向上为y轴.
物体由静止加速,由牛顿第二定律可知
Fx=mgsinθ+f=ma1 ①
Fy=N-mgcosθ=0 ②
f= μN ③
联立得a1=g(sinθ+μcosθ)=10m/s2 ④
物体加速至与传送带速度相等所需的时间v=a1t1
则t1=v/a1=1s.再由S=?at12=?×10×12=5m,
由于μ<tanθ,即μmgcosθ<mgsinθ,物体在重力作用下将继续作加速运动.
当物体速度大于传送带速度时,传送带给物体一沿平行传送带向上的滑动摩擦力.此时物体受力情况如图4所示.
再由牛顿第二定律得:
Fx=mgsinθ-f=ma2 ⑤,
Fy=N-mgcosθ=0 ⑥,
f=μN ⑦
联立得a2=g(sinθ-μcosθ)=2m/s2.
设后一阶段物体滑至底端所用时间为t2,由运动学公式可知L-S=
,解得t2=1s(t2=-11s舍去),所以物体由A到B的时间t=t1+t2=2s.
例4.(03全国高考题)一传送带装置如图5所示,其中传送带经过AB区域时是水平的,经过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 。
本题将以上两种典型模型整合,并把传送带上仅有一个物体运动拓展到多个物体运动,难度明显增加,但解题思路与前面两种相仿,都是从力和运动的关系及能量转化守恒角度去思考,挖掘题中隐含的条件和关键语句,从而找到解题突破口.
分析与解:设传送带的运动速度为v0,在水平段运输的过程中,小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动,设这段路程为s,所用时间为t,加速度为a,则对小箱有
s=1/2at2 ①
v0=at ②
在这段时间内,传送带运动的路程为
s0=v0t ③
由以上可得
s0=2s ④
用f表示小箱与传送带之间的滑动摩擦力,则传送带对小箱做功为
A=fs=1/2mv02 ⑤
传送带克服小箱对它的摩擦力做功
A0=fs0=2?1/2mv02 ⑥
两者之差就是克服摩擦力做功发出的热量
Q=1/2mv02 ⑦
可见,在小箱加速运动过程中,小箱获得的动能与发热量相等。
T时间内,电动机输出的功为
W= T ⑧
此功用于增加小箱的动能、势能以及克服摩擦力发热,即
W=1/2Nmv02+Nmgh+NQ ⑨
已知相邻两小箱的距离为L,所以
v0T=NL ⑩
联立⑦⑧⑨⑩,得 = ( +gh)
高一物理 传送带问题
传送带顺时针方向运动,现将一物体静止地放上传送带,则物体在放上传送带的一段时间内所受滑动摩擦力的方向如何?
物体静止地放上传送带,传送带水平部分向右运动,则物体相对于传送的运动方向向左,所以受到的滑动摩擦力方向水平向右。
4、大小:经过试验,我们得出,物体受到的滑动摩擦力的大小和物体间的压力有关,还和物体间接触面的材料性质有关。
即f=μN
μ是一个没有单位,小于1的常数,叫做动摩擦因数。它与两物体的材料性质,表面状况有关,和接触面积无关。
N是物体对接触面的正压力即垂直于接触面的弹力。
例4:一质量为5kg的物体在水平面上向右运动,它和水平面间的μ为0.6,则此时物体受到的滑动摩擦力多大?
解:此时物体对水平面的压力大小等于物体所受的重力
所以f=μN=0.6×50=30N
方向水平向左
注:这道例题中压力恰好等于重力的大小,但要特别注意,压力并不总等于重力,压力和重力是不相同的两个力。
5、作用效果:总是起着阻碍物体间相对运动的作用。
(二)静摩擦力
1、定义:两相对静止的相互接触的物体间,由于存在相对运动的趋势而产生的摩擦力。
2、静摩擦力产生的条件:1)两物体直接接触
2)接触处粗糙且相互间有弹力
3)两物体有相对运动的趋势
3、静摩擦力的方向:总是和接触面相切,并且总跟物体的相对运动趋势方向相反。
判断两物体间是否有相对运动的趋势,一般用设法,即设接触面光滑,看相接触的两物体间是否有相对运动,如果有,此方向即为相对运动的趋势方向;如果没有,说明物体间无相对运动趋势。
例5:判断下面两个静止物体受到的静摩擦力的方向
(1)
解析:此时物体静止,设水平面光滑,物体仍然静止,故此时无相对运动的趋势,此物体不受地面的静摩擦力。
(2)
解析:此时物体静止,设斜面光滑,物体将沿斜面向下运动,说明此时物体有沿斜面向下运动的趋势,物体将受到沿斜面向上的静摩擦力。
4、不是只有静止的物体才受到静摩擦力的作用,运动的物体同样可以受到静摩擦力作用。
例6:在水平面上有A、B两物体,力F作用在B物体上,在F作用下,A、B一起向右做加速运动,判断A、B两物体间的摩擦力。
解析:A、B一起向右运动,虽然A、B都是运动的,但是A和B却是相对静止的,如果有摩擦力,也是静摩擦力。
设A、B间光滑,则A不会随着B一起运动,将相对于B向后运动,故此时A有相对于B向后的运动趋势,所以A将受到B对它的向前的静摩擦力。
5、静摩擦力的大小:两物体间静摩擦力的大小是可以变化的,
的取值范围0≤
≤
为两物体之间的最大静摩擦力,即为静摩擦力的最大值,也就是让物体由静止到运动的最小拉力值。
例7:一质量为5kg的物体放在水平面上,已知物体和水平面间的
为21N,动摩擦因数
为0.4,现对该物体施加一个水平外力F,当F的大小分别取5N、18N、25N和30N时物体分别受什么摩擦力,大小、方向如何?
解:(1)当F=5N时,F<,物体保持静止,为了静止,物体应受到一个大小为5N,方
向水平向左的静摩擦力;
(2)当F=18N时,F<
,物体保持静止,为了静止,物体应受到一个大小为18N,方向
高考物理传送带题~
这里没图,不过大致应该是这样的:
1.传送带是左到右传动速度v1;物块从右B往左上带速度v2;
2.因为在物体滑动过程水平只有滑动摩擦作用,所以加速度(减速加速度)a=f/m=ug
3.减速加速度使得物体减速,物体到AB中点移动L/2距离,且初速度v2已知的,可以根据公式:
v2方-vC方/2a=L/2和a=ug可以求出vC(AB中点处速度),和t(上带到C点的时间);
4.到达水平面要分两个情况考虑:
第一是传送带不是很长(L取值小于某范围),物体减速运动到A时候仍然有大于0的向左速度,则这就滑出了传送带,这时的水平速度就是下带的速度;
第二是传送带很长,物体最后减速到零,然后又跟着传动带向右最后从B送出去,这时的速度由于对称性可以知道和当初进来的速度v2一样大,方向相反。
这题是高一前几张牛二定律的热考题型,还有斜面传送带就更要难一点,注意分析各种情况的受力,到速度加速度,最后汇总到实际的运动情况。希望对你有所帮助。。。给点分吧楼主,我穷死了哭
高一物理题:一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点)
用图象法比较好理解,黑色的痕迹就是煤块与传送带的相对位移,也就是图像中灰色的三角形面积的大小。这种方法比较适于选择题。不过高考题是不会直接出这样的大题的,它会融入更复杂的物理情景,当做运动学大题中的一个小问
若果用运动学的公式来解得话,步骤稍有些麻烦,结果的表达方式有些不同,但最后可化简成相同的结果
我高三了,明年就高考了,一直没搞懂传送带问题。拜托帮帮忙。就是倾斜的传送带上无初速放上一物体。传...
煤块的加速度是μmg=ma,则a=μg。由题意可知μg<a0,以传送带为参考系,煤的相对加速度为μg-a0(为负),方向相反。传送带加速到v0的时间是v0/a0,此时煤块的相对速度是(μg-a0)v0/a0=μgv0/a0-v0。此时的相对位移是(μgv0/a0-v0)^2/2(a0-μg)=(a0-μg)v0^2/2a0^2
然后传送带达到速度v0,以传送带为参考系,煤块的相对加速度就是μg。此时的相对位移是
(a0-μg)^2v0^2/2a0^2μg
总的位移是两者相加:为:v0^2(a0-μg)/2a0μg
因为开始的时候物体是静止的。而传送带有向前的速度。所以开始的时候它会带动物体往前,所以开始的时候摩擦力就是向前的;当物体的速度达到传送带时没有相对运动,所以就没有滑动摩擦力了;当物体速度超过传送带时;传送带就会阻碍物体运动,所以此时的摩擦力方向向后;例如:你在车上,车开始是静止的。当车开始启动时,你会向后倾;这是因为刚开始你的双脚受到车子给的向前的摩擦力;当你的速度和车的速度一样时就不会受到滑动摩擦力。
望纳!
补充回答:因为开始的时候物体的速度<传送带的速度。所以即使有重力的分力还是会给一个向下的摩擦力!其实这个跟重力的分力没有任何关系!主要是看物体的速度和传送带的速度谁大!当物体的速度达到传送带的速度时,摩擦力会变为向上,然后再比较重力分力和摩擦力之间的大小!如果重力分力大,那么合外力还是向下;物体还会继续加速。如果重力分力不大于摩擦力,那么物体就会保持跟传送带一样的速度(此时物体受到的摩擦力就会变为静摩擦力,最大静摩擦力,通常应该会比滑动摩擦力稍微大一点!)。
打了这么多字,希望能纳哦!