2013届高三物理二轮复习测试（全国通用）2专题一第3讲传送带问题.doc

1、2013届高三物理二轮复习测试（全国通用）2专题一第3讲传送带问题1.如图134所示为某工厂一输送工件的传送带，当传送带静止时，一滑块正在沿传送带匀速下滑。某时刻传送带突然开动，并按如图所示的方向高速运转。滑块仍从原位置开始下滑，则与传送带静止时相比，滑块滑到底部所用的时间将() 图134A不变B变长C变短 D不能确定解析：选A传送带静止时，滑块匀速下滑，传送带顺时针转动时，滑块受到沿传送带向上的滑动摩擦力的大小不变，故滑块仍匀速下滑，滑块滑到底部所用时间不变，A正确。2.如图135所示，水平放置的传送带以速度v2 m/s向右运行。现将一小物体轻轻地放在传送带A端，小物体与传送带间的动摩擦因数

2、0.2。若A端与B端相距4 m，则小物体由A端到B端所经历的时间和物体到B端时的速度大小分别为() 图135A2.5 s,2 m/s B1 s,2 m/sC2.5 s,4 m/s D1 s,4 m/s解析：选A由mgma可得：物体的加速度ag2 m/s2，由vat1可得物体加速到与传送带同速的时间t11 s，此过程物体的位移x1at1 m，然后物体以速度v与传送带同速向右运动，t2 s1.5 s，tt1t22.5 s，故A正确。3如图136所示，由理想电动机带动的传送带以速度v保持水平方向匀速运动，把在A处无初速度放入的一工件(其质量为m)运送到B处。已知A、B之间的距离为L(L足够长)，则该

3、电机每传送完这样一个工件需消耗的电能为()图136AmgL BmgLmv2C.mv2 Dmv2解析：选D由于A、B间的距离足够长，所以运送过程中物体先加速后匀速，而匀速阶段不消耗电能。所以Wmv2Q，而QFfx相，x相x带x物，x带vt，x物t，Ffmam，则有Qmv2，所以Wmv2mv2mv2。4.水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图137所示为一水平传送带装置示意图，紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v1 m/s运行，一质量为m4 kg的行李无初速度放在A处，传送带对 图137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，设行李与传送带之间

4、的动摩擦因数0.1，A、B间的距离L2 m，g取10 m/s2。(1)求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小。(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。解析：(1)滑动摩擦力Ffmg0.1410 N4 N加速度ag0.110 m/s21 m/s2(2)行李达到与传送带相同速率后不再加速，则vat1，t11 s。(3)行李始终匀加速运行时间最短，加速度仍为a1 m/s2，当行李到达右端时，有v2aLvmin m/s2 m/s所以传送带的最小运行速率为2 m/s行李最短运

5、行时间由vminatmin得tmins2 s。答案：(1)4 N1 m/s2(2)1 s(3)2 s2 m/s5.如图138所示，传送带与水平面之间的夹角为30，其中A、B两点间的距离为l5 m，传送带在电动机的带动下以v1 m/s的速度匀速运动。现将一质量为m10 kg的物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数，在传送带将 图138小物体从A点传送到B点的过程中，求：(g取10 m/s2)(1)传送带对小物体做的功；(2)电动机做的功。解析：(1)由mamgcos mgsin 知，物体上升加速度为ag，当它的速度为v1 m/s时，位移是x0.2 m，即物体将以

6、v1 m/s的速度完成4.8 m的路程，由功能关系得WEkEp255 J。(2)电动机做功使小物体机械能增加，同时小物体与传送带间因摩擦产生热量Q。而由vat得t0.4 s，相对位移xvtt0.2 m，Qmgxcos 15 J，W电WQ270 J。答案：(1)255 J(2)270 J6.如图139所示，绷紧的传送带与水平面的夹角30，皮带在电动机的带动下，始终保持v02 m/s的速率运行。现把一质量m10 kg的工件(可看做质点)轻轻地放在皮带的底端，经时间t1.9 s后，工件被传送到h1.5 m的高处，取g10 m/s2，假定最大静摩擦力等于 图139滑动摩擦力。求：(1)工件与皮带间的动

7、摩擦因数；(2)电动机由于传送工件而多消耗的电能。解析：(1)由题意可知皮带长x3 m工件速度达到v0前做匀加速运动，位移x1t1工件速度达到v0后做匀速运动位移为：xx1v0(tt1)联立解得：t10.8 s工件的加速度a2.5 m/s2对工件应用牛顿第二定律，得：mgcos mgsin ma解得动摩擦因数。(2)在时间t1内，皮带运动的位移x2v0t11.6 m 工件相对皮带的位移xx2x10.8 m在时间t1内，皮带与工件间的摩擦生热为：Qmgcos x60 J工件获得的动能Ekmv20 J工件增加的势能Epmgh150 J则电动机多消耗的电能WQEkEp230 J。答案：(1)(2)2

8、30 J7如图1310所示，质量为m1 kg的滑块，在水平力作用下静止在倾角为30的光滑斜面上，斜面的末端B与水平传送带相接(物块经过此位置滑上皮带时无能量损失)，传送带的运行速度为v03 m/s，长为L1.4 m；今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同。滑块与传送带间的动摩擦因数为0.25。g10 m/s2，求：图1310(1)水平作用力F大小；(2)滑块下滑的高度；(3)若滑块进入传送带时速度大于3 m/s，滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量。解析：(1)滑块受到水平推力F、重力mg和支持力FN的作用处于平衡状态，水平推力Fmgtan F N(2)设滑块从高为

9、h处下滑，到达斜面底端时速度为v下滑过程机械能守恒：mghmv2，所以v若滑块冲上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动；根据动能定理有：mgLmvmv2所以hL，h0.1 m若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度，则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动；根据动能定理有：mgLmvmv2hLh0.8 m(3)设滑块在传送带上运动的时间为t，则t 时间内传送带的位移：xv0tmghmv2v0vat滑块相对传送带滑动的位移xLx相对滑动产生的热量QmgxQ0.5 J答案：(1) N(2)0.1 m或0.8 m(3)0.5 J8为了节能，某货场设

10、计了如图1311所示的送货装置，长为L的水平传送带右端B与一光滑弧面相连，弧面顶端为储货平台。将货物无初速度地轻放在传送带左端A，通过传送带到达B端时具有一定动能，货物可以利用此动能滑上储货平台，平台离传送带高h。在安装调试时传送带以某一速度匀速运动，工人发现货物只能上滑到处。为了进一步研究货物不能滑上平台的原因，工人在传送带上用粉笔沿传送带画了一条直线，当货物放上去后发现有一段长为s0(s0L)的粉笔线被货物擦过。图1311(1)货物与传送带间的动摩擦因数多大？(2)为了将货物送上储货平台，工人进行了适当调整，使货物滑上平台后刚好停止。分析说明工人采取了什么措施及装置应满足的条件？(3)在满

11、足(2)的条件下，货物获得的机械能与系统增加的内能之比多大？解析：(1)货物放在传送带后，最初做匀加速运动，设位移为x1，相同时间内传送带的位移为x2，传送带的速度为v，由动能定理得mgx1mv20x1t，x2vt，x0x2x1货物滑上弧面后机械能守恒，有mv2mg解得。(2)由于x0L，货物与传送带间的动摩擦因数一定，因此可用增大加速距离的方法来提高货物离开传送带时的速度，提高传送带的速度即可增大加速距离，从而提高货物离开传送带时的速度，使mvmgh即可满足要求，此时传送带的长度应等于或大于货物加速的距离，即mgxmv，得x2x0由于xL，所以应满足L2x0的条件。(3)在满足(2)的条件下，货物获得的机械能等于增加的重力势能，即mgh，由功能关系知系统产生的热量等于增加的内能，也等于克服摩擦力做的功，即QUmgx货物相对传送带的位移xx2x0解得1。答案：(1)(2)使传送带的速度增至，传送带的长度不小于2x0(3)1