2012-2013高中物理復習相對運動習題皮帶傳輸?shù)哪芰?doc

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2012-2013高中物理復習資料 相對運動習題 ：皮帶傳輸?shù)哪芰? 1、如圖，電動機兩頭繃緊的傳送皮帶，始終保持v0=2m/s的速度勻速運行，傳遞帶與水平面的夾角為300，現(xiàn)在把一個質(zhì)量為m=10kg的工件輕放在皮帶的底端，經(jīng)過一段時間以后工件被傳送到高h=2m的平臺上，已知工件與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.866，除此之外，不計其他損耗，則在皮帶傳送工件的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能是多少？電動機增加消耗的電能為多少？（g=10m/s2）（60J,280J） 析：a=μgcosθ—gsinθ (1) t==0.8s (2) s1==0.8m s2—v0t=1.6m 相對△s=s2—s1=0.8m 產(chǎn)生內(nèi)能Q=f△s=μmgcosθ△s=60J 電動機做功w=m v02+mgh+Q =20+200+60 =280J 2、如圖長L=34.5m的水平傳送帶以大小v=3m/s的速度逆時針運動，將一質(zhì)量為M=2kg的小木盒B輕放在傳送帶右端，B與傳遞帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3，在木盒放上傳送帶的同時，有一個光滑的質(zhì)量為m=1kg的小球A自傳送帶的左端以v0=15m/s的速度在傳送帶上向右運動。球與木盒相遇時，木盒與傳送帶已相對靜止，相遇后球立即進入盒中與盒保持相對靜止。（g=10） 求：（1）球與木盒相遇后瞬間，兩者共同的速度。（3m/s） （2）小木盒從傳送帶右端到左端的時間。（14s） （3）小木盒從傳送帶右端到左端過程中因木盒與傳送帶間的摩擦而產(chǎn)生的熱量。（63J） 析：（1）球與木盒碰撞，由動量守恒定律m v0-Mv=(M+m) v1，得v1=3m/s，方向向右 （2）木盒運動加速度a=μg=3m/s2 木盒從靜止加速到與木盒相對靜止，用時t1位移s1 v=at1 t1==1s (1) s1= t1=1.5m (2) 木盒從與皮帶相對靜止到與小球碰撞時間t2位移s2 t2==1s (3) s2=vt2=3m (4) 設(shè)木盒與小球碰后一起向右減速到靜止時間t3,一起向左加速到與木盒相對靜止時間t4. t3==1s (5) t4==1s (6) t3、t4內(nèi)總位移零，木盒與小球一起勻速運動到左端用時t5, t5==10s （7） 總時間t=t1+t2+t3+t4+t5=14s 設(shè)木盒從靜止開始加速運動到與木盒相對靜止過程中，相對位移為△s1，產(chǎn)生的熱為Q1，木盒與小球碰后一起向右減速到靜止過程中相對位移為△s2，產(chǎn)生的熱為Q2，一起向左加速到與木盒相對靜止過程相對位移為△s3，產(chǎn)生的熱Q3。 △s1=vt1—s1=1.5m (8) Q1=μMg△s1=9J △s2=vt3+=4.5m Q2=u(M+m)g△s2 =40.5J (9) △s3=vt4—=1.5m Q3=u(M+m)g△s3=13.5J (10) 總熱量Q=Q1+Q2+Q3=63J 3、如圖，4m長的傳送帶與水平成370角。開始時傳送帶靜止，一質(zhì)量為m=5kg的滑塊以v0=8m/s的初速度從傳遞帶底端沿傳送帶上滑。已知滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。當滑塊滑至傳送帶正中間時，突然開動傳送帶，使之以v=2m/s的速度沿逆時針方向運動。（g=10 sin370=0.6 cos370=0.8） （1）滑塊沿傳送帶能夠上滑的最大距離。（3.2m） （2）從滑塊上傳送帶到離開的整個過程中，傳送帶對滑塊所做的功。（120J） （3）整個過程產(chǎn)生的熱量。 析：（1）物體上滑受三個力，由牛二律mgsin370+μmgcos370=ma (1) 由于傳送帶的開動，只增大滑塊相對傳送帶的速度，不影響f大小，所以a不變。由速度位移公式v02=2asm (2) 代值解得sm=3.2m （2）滑塊達最高后，在G下滑分量與f作用下下滑加速度仍為a，速度達與傳送帶相同后f反向，加速度為a1, mgsin370—μmgcos370=ma1 （5） 設(shè)滑塊開始下滑至與傳送帶速度相等用時t1 v=at1 (6) s1=a1t12 (7) 設(shè)滑塊滑到底速度為v2 v22—v2=2a1(sm—s1) (8) 設(shè)整個過程傳送帶對滑塊做功w，由動能定理 w=mv22—mv02= （9） 解得w=—120J （3）滑塊從v0向上滑，皮帶開始運動。 產(chǎn)生熱量Q1=μmgcosθ=0.55100.8=40J （1） 皮帶開始運動至滑塊速度減為0，用時t2. 皮帶開始運動時滑塊速度v1 v02—v12=2a（s—） （2） （s=3.2第一問已求出） v1=at2 △s2=vt2 (3) 相對位移 △s2=vt2+ t2 (3) 解得△s2=（2+）m 滑塊由于速度向下摩擦力，向下加速度為v=2m/s 用時t3,，則： V=at3 (4) 位移差 △s3=vt3— t3 解（2）（5） △s3= 0.2m 滑塊在v=2m/s時由于mgsinα>μmgcosα，繼續(xù)向下加速運動，加速度： α1= （6） 至底端設(shè)用時t4 v22—v2=2a1（s— t3） （7） v2=v+a1t4 (8) 滑塊相對皮帶位移 △s4= t4—vt4 (9) 解△s4=1m 4、如圖，水平傳送帶AB足夠長，質(zhì)量為M=1kg的木塊隨傳送帶一起以v0=2m/s的速度向左做勻速直線運動（傳送帶的傳送速度恒定），木塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)為μ=0.5。當木塊運動至最左端A點時，一顆質(zhì)量為m=20g的子彈以v1=300m/s水平向右的速度正對木塊中心射入木塊并穿出，穿出木塊的時間極短，穿出時子彈速度v2=50m/s，g=10m/s2求： （1）子彈剛穿過木塊時，木塊的速度大小。（3m/s） （2）從子彈射入木塊至木塊回到A點的整個過程，子彈、木塊和皮帶一共產(chǎn)生的內(nèi)能。（885J） （3）木塊遭擊后在傳送帶上向左運動所經(jīng)歷的時間。 （4）木塊向右運動離開A點時的最大距離。（0.9m） 析：（2）投子彈打穿木塊過程生熱Q1，由功能關(guān)系： Q1=mv12+ Mv02—mv22—mv2 木塊向右運動過程與皮帶相對位移 s1=s+v0木塊向左加速至與皮帶相對靜止時相對位移 s2= v0t— v0t= t= 木塊與皮帶摩擦生熱， Q2=umg(s1+s2) (=12.5J) 總熱量Q=Q1+Q2=885J （3）（1）設(shè)木塊遭擊后的速度瞬間變?yōu)閂，以水平向右為正方向，根據(jù)動量守恒定律得 （3分） 則，代入數(shù)據(jù)解得，方向向右。 （2分） 木塊遭擊后沿傳送帶向右勻減速滑動，其受力如圖所示。 摩擦力（1分） 設(shè)木塊遠離A點的最大距離為S，此時木塊的末速度為0， 根據(jù)動能定理得（3分） 則（1分）