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河南省郑州市高考物理复习 难点2 传送带问题练习

来源:帮我找美食网
 难点2 传送带问题

一.与传送带有关的受力问题

1.对如图所示的皮带传动装置,下列说法中正确的是:( ) A.A轮带动B轮沿逆时针方向旋转 B.B轮带动A轮沿逆时针方向旋转 C.C轮带动D轮沿顺时针方向旋转 D.D轮带动C轮沿顺时针方向旋转

2. 水平传送带的装置如图所示,O1为主动轮,O2为从动轮。当主动轮顺时针匀速转动时,物体被轻轻地放在A端皮带上。开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C后滑动停止,之后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地B端。在传送的过程中,若皮带和轮不打滑,则物体受到的摩擦力和皮带上P、Q两处(在

连线上)所受摩擦力情况正确的是( )。

①在AC段物体受水平向左的滑动摩擦力,P处受向上的滑动摩擦力 ②在AC段物体受水平向右的滑动摩擦力,P处受向上的静摩擦力 ③在CB段物体不受静摩擦力,Q处受向上的静摩擦力

④在CB段物体受水平向右的静摩擦力,P、Q两处始终受向下的静摩擦力 A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④ 3 皮带传送机的皮带与水平方向的夹角为

,如图所示。将质量为m的小物块放在皮带传

送机上,随皮带一起向下以加速度a做匀加速直线运动,则下列说法中正确的是( )。 ①小物块所受到的支持力的方向一定垂直于皮带指向物块 ②小物块所受到的静摩擦力的方向一定沿皮带斜向下 ③小物块所受到的静摩擦力的大小可能等于

④小物块所受到的重力和摩擦力的合力的方向一定沿斜面方向 A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④ 二.水平传送带

4.如图所示,皮带传动装置的两轮间距L=8m,轮半径r=0.2m,皮带呈水平方向,离地面高度H=0.8m,一物体以初速度v0=10m/s从平台上冲上皮带,物体与皮带间动摩擦因数μ=0.6,(g=10m/s2)求:

v0 A L

1 B H (1)皮带静止时,物体平抛的水平位移多大?

(2)若皮带逆时针转动,轮子角速度为72rad/s,物体平抛的水平位移多大? (3)若皮带顺时针转动,轮子角速度为72rad/s,物体平抛的水平位移多大?

5.如图所示,传送带的水平部分长为L,传动速率为v,在其左端无初速释放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间可能是( )

LvLA.v+2μg B.v C.2L2Lμg D.v

6.如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行.初速度大小为v2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,小物块在传送带上运动的v-t图象(以地面为参考系)如图乙所示.已知v2>v1,则( ) A.t2时刻,小物块离A处的距离达到最大 B.t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C.0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 D.0~t3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 三、滑痕问题

7.一煤块由静止放到水平向右匀速运动的白色传送带上,煤块在传送带上划出一段黑色的痕迹,若以传送带为参考系,则煤块在传送带上划痕的过程可描述为( ) A.向右做匀加速运动 B.向右做匀减速运动 C.向左做匀减速运动 D.向左做匀加速运动

8.一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为

。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a0开始运动,当其速

度达到v0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。

9.将一粉笔头轻放在以2m/s的恒定速度运动的传送带上,传送带上留下一条长度为4m的划线(粉笔头只要相对于传送带运动就能划线);若使该传送带改做匀减速运动,加速度为

2

1.5m/s2,并且在传送带开始做匀减速运动的同时,将另一粉笔头轻放在传送带上,该粉笔头在传送带上能留下一条多长的划线? 相对滑动的路程是多少?

四、倾斜传送带

10.如图所示为一输送带装置,传送带与水平方向夹角为θ,以速度v0顺时针匀速转动.从流水线上下来的工件每隔一段时间有一个落到输送带下端的A点(可以认为初速度为零),经传送带运送到与上端B点等高的平台上,再由工人运走.已知传送带与工件间的动摩擦因数有μ>tanθ.工件在传送带上运动过程中, 其速度V、加速度a随时间变化的图象可能正确的是( )

11.如图所示,传送带与地面的倾角θ=37o,从A 到B的长度为16m,传送带以V0=10m/s的速度逆时针转动。在传送带上端无初速的放一个质量为0.5㎏的物体,它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,求物体从A 运动到B所需的时间是多少?(sin37o=0.6,cos37o=0.8,g=10m/s2) 若传送带顺时针转动呢?

五、功能问题

12. 如图所示,质量为 m 的物体在水平传送带上由静止释放,传送带由电动机带动,始终保持以速度 v匀速运动,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,物体过一会儿能保持与传送带相对静止,对于物体从静止释放到相对静止这一过程下列说法正确的是( )

A.电动机多做的功为mv2/2 B.传送带克服摩擦力做功为mv2/2

3

C. 传送带克服摩擦力做功为mv D.电动机增加的功率为μmgv

13.测定运动员体能的一种装置如图所示,运动员的质量为m1,绳拴在腰间沿水平方向跨过 滑轮(不计滑轮摩擦和质量),绳的另一端悬吊的重物质量为m2,人用力向后蹬传送带 而人的重心不动,设传送带上侧以速度V向后运动,则: ①人对传送带不做功 ②人对传送带做功 ③人对传送带做功的功率为m2 gV ④人对传送带做功的功率为(m1+m2)gV ⑤传送带对人做功的功率为m1 gV 则下列选项中正确的是:( ) A.① B.②④ C.②③ D.①⑤

14. 如图所示,倾角为37º的传送带以4m/s的速度沿图示方向匀速运动。已知传送带的上、下两端间的距离为L=7m。现将一质量m=0.4kg的小木块放到传送带的顶端,使它从静止开始沿传送带下滑,已知木块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25,取g=10m/s2。求木块滑到底的过程中,摩擦力对木块做的功以及生的热各是多少?

15. 一传送带装置示意如图,其中传送带经过AB区域时是水平的,经过BC区域时变为圆孤形(圆孤由光滑模板形成,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P.

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2

16.利用弹簧弹射和皮带传动装置可以将工件运送至高处.如图所示,已知传送轨道平面与水平方向成37°角,倾角也是37°的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接,弹簧下端固定在斜面底端,工件与皮带间的动摩擦因数μ=0.25.皮带传动装置顺时针匀速转动的速度v=4m/s,两轮轴心相距L=5m,B、C分别是传送带与两轮的切点,轮缘与传送带之间不打滑.现将质量m=lkg的工件放在弹簧上,用力将弹簧压缩至A点后由静止释放,工件离开斜面顶端滑到皮带上的B点时速度v0=8m/s,AB间的距离s=lm.工件可视为质点,g取l0m/s2. (sin37°=0.6,cos37°=0.8)求: (1)弹簧的最大弹性势能 (2)工件沿传送带上滑的时间

(3)若传送装置顺时针匀速转动的速度v可在v>4m/s的范围内调节,试推导工件滑动到C点时的速度vc随速度v变化的关系式.

17.如图所示,质量为优的物块从倾角为θ的传送带底端由静止释放,传送带由电动机带动,始终保持速率v匀速运动,物块与传送带间的动摩擦因数为μ(μ>tanθ),物块到达顶端前能与传送带保持相对静止。在物块从静止释放到相对传送带静止的过程中,下列说法正确的是

A.电动机因运送物块多做的功为mv

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mv2cos B.系统因运送物块增加的内能为

2(cos-sin) C.传送带克服摩擦力做的功为

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mv 2D.电动机因运送物块增加的功率为μmgvcosθ

18.如图所示,水平传送带的皮带以恒定的速度v运动,一个质量为m小物块以一定的水平初速度v垂直皮带边缘滑上皮带,假设皮带足够大,物块与皮带间的动摩擦因数为μ.。⑴分析说明物块在皮带上做什么运动?⑵物块

在皮带上运动的整个过程中,摩擦力对物块做的功及生的热。⑶物块在皮带上运动的速度最小值。

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19. 如图所示,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙,甲的速度为v0。小工件离开甲前与甲的速度相同,并平稳地传到乙上,工件与乙之间的动摩擦因数为μ,乙的宽度足够大,重力加速度为g。

(1)若乙的速度为v0,求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s; (2)若乙的速度为2v0,求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v; (3)保持乙的速度2v0不变,当工件在乙上刚停止滑动时,下一只工件恰好传到乙上,如此反复。若每个工件的质量均为m,除工件与传送带之间摩擦外,其他能量损耗均不计,求驱动乙的电动机的平均输出功率

六.动量问题

20. 如图所示,水平传送带AB长L=8.3m,质量为M=1kg的木块随传送带一起以v1=2m/s的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定),木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5.当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹以v0=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度u=50m/s,以后每隔1s就有一颗子弹射向木块,设子弹射穿木块的时间极短,且每次射入点各不相同,g取10m/s2.求:

(1)在被第二颗子弹击中前,木块向右运动离A点的最大距离? (2)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中?

(3)从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中,子弹、木块和传送带这一系统所产生的热能是多少?( g取10m/s2)

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21. 如图所示,质量ml=1.0kg的物块随足够长的水平传送带一起匀速运动,传送带始终以速度v带=3.0m/s匀速运动,质量m2=4.0kg的物块在m1的右侧L=2.5m处无初速放上传送带,两物块与传送带间的动摩擦因数均为

0.10,两物块碰后瞬间m1相对传送带的速度大小为2.0m/s,(g=10m/s2)求:(1)质量为m2的物块释放后经过多少时间两物块相碰。 (2)碰撞后两物块间的最大距离。

22. 如图所示,足够长的水平传送带始终以V=3 M/S的速度沿逆时针方向运动,传送带上有一质量M=2 KG的小木盒A,A与传送带之问的动摩擦因数0.3,开始时,A与传送带保持相对静止,前后相隔t3S,有两个光滑的、质量M=1 KG的小球B自传送带的左端出发,

M/S的速度在传送带上向右运动.以V0=15 第1个球与木盒相遇

后立即进入盒中并与盒保持相对静止,第2个球出发后历时

B V0 V A 1t1S与木盒相遇,取g=10 m/S2.求:

3(1)第1个球与木盒相遇后瞬问,两者共同运动的速度VT. (2)第1个球自出发到与木盒相遇所需的时间T2.

(3)在木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中木盒与传送带间因摩擦而产生的热量Q.

23.如图所示,光滑水平面MN上放两相同小物块A、B,左端挡板处有一弹射装置P,右端

N处与水平传送带理想连接,传送带水平部分长度L=8m,沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s

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匀速转动。物块A、B(大小不计)与传送带间的动摩擦因数µ=0.2。物块A、B质量mA=mB=1kg。开始时A、B静止,A、B间压缩一轻质弹簧,贮有弹性势能Ep=16J。现解除锁定,弹开A、B。求:

⑴物块B沿传送带向右滑动的最远距离。 ⑵物块B滑回水平面MN的速度vB′。

⑶若物体B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的A在水平面上相碰,且A、B碰后互换速度,则弹射装置P必须给A做多少功才能让AB碰后B能从Q端滑出。

24. 如图所示为某种弹射装置的示意图,光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接,传送带长度L=4m,皮带轮沿顺时针方向转动,带动皮带以恒定速率v= 3.0 m/s匀速传动。三个质量均为m=1.0 kg的滑块A、B、C置于水平导轨上,开始时滑块B、C之间用细绳相连,其间有一压缩的轻弹簧,处于静止状态。滑块A以初速度v0=2.0 m/s沿B、C连线方向向B运动,A与B碰撞后粘合在一起,碰撞时间极短,可认为A与B碰撞过程中滑块C的速度仍为零。因碰撞使连接B、C的细绳受扰动而突然断开,弹簧伸展,从而使C与A、B分离。滑块C脱离弹簧后以速度vC=2.0 m/s滑上

传送带,并从右端滑出落至地面上的P点。已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数=0.20,重力加速度g取10 m/s2。

⑴求滑块C从传送带右端滑出时的速度大小; ⑵求滑块B、C以细绳相连时弹簧的弹性势能Ep;

⑶若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同,要使滑块C总能落至P点,则滑块A与滑块B碰撞前速度的最大值vm是多少?

图19 P M v0 A B C N L v 8

25. 如图所示为研究某种弹射装置的示意图,光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接,传送带足够长,皮带轮沿逆时针方向转动,带动皮带以恒定速度v= 2.0 m/s匀速传动。三个质量均为m=1.0 kg的滑块A、B、C置于水平导轨上,开始时在B、C间有一压缩的轻弹簧,两滑块用细绳相连处于静止状态。滑块A以初速度v0=4.0 m/s沿B、C连线方向向B运动,A与B碰撞后粘合在一起,碰撞时间极短,可认为A与B碰撞过程中滑块C的速度仍为零。因碰撞使连接B、C的细绳受扰动而突然断开,弹簧伸展,从而使C与A、B分离。滑块C脱离弹簧后以速度vC=4.0 m/s滑上传送带。已知滑块C与传送带间的动摩擦因数

=0.20,重力加速度g取10 m/s。⑴求滑块C在传送带上向右滑动距N点的最远距离sm;

⑵求弹簧锁定时的弹性势能Ep;

⑶求滑块C在传送带上运动的整个过程中与传送带之间因摩擦产生的内能Q。

M v0 A B C N v 2

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2v0(a0g)1BD 2C 3B 4(1)0.8m (2)0.8m (3)5.6m. 5ACD 6BD 7C 8.l

2a0g9. 1m

7m 10.CD 11. 2s 4s 12CD 13C 14(1)-4.0J (2)2.4J 6NmN2L2v215.P(2gh) 16(1)38J (2)1.5S (3)4m/sv8m/s时,8

TT28m/sv时,vc26m/s 17BD 18.(1)物块先做初速度为v(方向沿+y方向)、加

速度为μg的匀变速曲线运动,加速度方向始终与皮带边缘成–45º夹角;然后物块随皮带一起沿+x方向做速度为v的匀速直线运动。(2)W0,Qmv (3)

22v 19.2(1)s=;(2)v=2v0;(3)=

20.(1)0.9m; (2)16 (3)14155.5J. 21.(1)1.0s (2)0.875m. 22(1)3m/s (2)0.5s (3)54J 23(1)4m.(2)4m/s (3)W≥8 J

24(1)3.0m/s (2)1.0J (3)7.1m/s 25(1)4.0m. (2)4.0J. (3)4.0J.

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