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1、2019年高中物理10大难点突破,传送带问题 篇一：高中物理难点分类解析滑块与传送带模型问题(经典) 滑块木板模型 例1如图1所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B，A、B间的最大静摩擦力为mg，现用水平拉力F拉 B，使A、B以同一加速度运动，求拉力F的最大值。 分析：为防止运动过程中A落后于B（A不受拉力F的直接作用，靠A、B间的静摩擦力加速），A、B一起加速的最大加速度由 A决定。解答：物块A 能获得的最大加速度为： A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为： 变式1例1中若拉力F作用在A上呢？如图2 所示。解答：木板B能获得的最大加 速度为：。A、B一起加速运动时，拉力F
2、的最大值为： 变式2在变式1的基础上再改为：B与水平面间的动摩擦因数为速度运动，求拉力F的最大值。 （认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），使A、B以同一加 解答：木板B能获得的最大加速度为： ，设A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为Fm，则： 解得： 例2如图3所示，质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上，在小车右端加一水平恒力F，F=8N，当小车速度达到15m/s时，在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体，物体与小车间的动摩擦因数=02，小车足够长，求物体从放在小车上开始经t=15s通过的位移大小。（g取10m/s） 解答：物体放上后先加速：a1= 2 g=2m/s2 ， 此时
3、小车的加速度 为： ，当小车与物体达到共同速度时：v共=a1t1=v0+a2t1，解得： t1=1s，v共=2m/s，以后物体与小车相对静止： a1t12+v共（tt1）+ （，物体不会 落后于小车）物体在t=15s内通过的位移为：s= a3（tt1）2=21m 练习1如图4所示，在水平面上静止着两个质量均为m=1kg、长度均为L=15m的木板A和B，A、B间距s=6m，在A的最左端静止着一个质量为M=2kg的小滑块C，A、B与C之间的动摩擦因数为1=02，A、B与水平地面之间的动摩擦因数为2=01。最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。现在对C施加一个水平向右的恒力F=4N，A和C开始运动，经
4、过一段时间A、B相碰，碰后立刻达到共同速度，C瞬间速度不变，但A、B并不粘连，求：经过时间t=10s时A、B、C的速度分别为多少？（已知重力加速度g=10m/s） 2 解答：假设力F作用后A、C 一起加速，则：，而A 能获得的最大加速度为： ，假设成立，在A、C滑行6m 的过程中：，v1=2m/s， ，A、B相碰过程，由动量守恒定律可得：mv1=2mv2，v2=1m/s，此后A、C相对滑动：，故C 匀速运动； ，故AB也匀速运动。设经时间t2，C从A右端滑下：v1t2v2t2=Lt2=15s， ， ，故t=10s时，vA=0C在B上继续 t4=1s。此过程中，CB 的相对位移为： 然后A、B分
5、离，A减速运动直至停止：aA=2g=1m/s2，向左 滑动，且C匀速、B加速：aB=a0=1m/s设经时间t4，CB速度相等： 2， ，故C没有从B的右端滑下。然后CB一起加速，加速度为a1 ，加速的时间为： ，故t=10s时，A、B、C的速度分别为0，25m/s，25m/s 练习2如图5所示，质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数 ，取g=10m/s，试求： 2 ，在木板的左端放置 （1）若木板长L=1m，在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？ （2）若在铁块上施加
6、一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F，通过分析和计算后。（解答略）答案如下：（1）t=1s，（2）当F N时，A、B相对静止且对地静止，f2=F；，当2N 6N时，M、m相对静止，滑块问题 ，当F6N时，A、B发生相对滑动，N 1如图所示，有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上，木板质量为M=4kg，长为L=1.4m；木板右端放着一小滑块，小滑块质量 2 ?0.4(g?10m/s) 为m=1kg，其尺寸远小于L。小滑块与木板之间的动摩擦因数为 （1）现用恒力F作用在木板M上，为了使得m能从M上面滑落下来，问：F大小的范围是什么？ （2）其它条件不变，若恒力F=22.8牛顿，且始终作用在M上
7、，最终使得m能从M上面滑落下来。问：m在M上面滑动的时间是多大？ 解析：（1）小滑块与木板间的滑动摩擦力 f?N?mg，小滑块在滑动摩擦力f作用下向右匀加速运动的加速度 a1?f/m?g?4m/s2，木板在拉力F和滑动摩擦力f作用下向右匀加速运动的加速度a2?(F?f)/M，使m能从M上 面滑落下来的条件是 a2?a1，即(F?f)/M?f/m解得F?(M?m)g?20N， （2）设m在M上滑动的时间为t， 当恒力F=22.8N，木板的加速度 a2?(F?f)/M?4.7m/s2）S?a1t2/2，木板在时间t内 ，小滑块在时间t内运动位移1 222 S?S?LS?at/24.7t/2?4t/
8、2?1.4解得t?2s 212运动位移2，因即 2长为1.5m的长木板B静止放在水平冰面上，小物块A以某一初速度从木板B的左端滑上长木板B，直到A、B的速度达到相同， 此时A、B的速度为0.4m/s，然后A、B又一起在水平冰面上滑行了8.0cm后停下若小物块A可视为质点，它与长木板B的质量相同，A、B间的动摩擦因数1=0.25求：（取g=10m/s2） v （1）木块与冰面的动摩擦因数 （2）小物块相对于长木板滑行的距离 （3）为了保证小物块不从木板的右端滑落，小物块滑上长木板的初速度应为多大？解析：（1）A、B一起运动时，受冰面对它的滑动摩擦力，做匀减速运动，加速度 v2a?2g?1.0m/
9、s2解得木板与冰面的动摩擦因数2=0.10（2）小物块A在长木板上受木板对它的滑动摩擦力， 2s 做匀减速运动，加速度a1=1g=2.5m/s2小物块A在木板上滑动，木块B受小物块A的滑动摩擦力和冰面的滑动摩擦力，做匀加速 。 运动，有1mg2(2m)g=ma2解得加速度a2=0.50m/s2设小物块滑上木板时的初速度为v10，经时间t后A、B的速度相同为v，由 。 长木板的运动得v=a2t，解得滑行时间t距离为?s?s1?s2 ? v ?0.8s，小物块滑上木板的初速度v10=va1t=2.4m/s，小物块A在长木板B上滑动的a2 11 ?v01t?a1t2?a2t2?0.96m（3）小物块
10、A滑上长木板的初速度越大，它在长木板B上相对木板滑动的 22 距离越大，当滑动距离等于木板长时，物块A达到木板B的最右端，两者的速度相等（设为v)，这种情况下A的初速度为保证不从 1212 v?a2t，由以上三式解得，为了保证小物 a1t?a2t?L，v0?v?a1t 22 块不从木板的右端滑落，小物块滑上长木板的初速度不大于最大初速度v0?3.0m/s 木板上滑落的最大初速度，设为v0有v0t? 组合类的传送带问题1如图所示的传送皮带，其水平部分AB长sAB=2m，BC与水平面夹角=37，长度sBC=4m，一小物体P与传送带的动摩擦因数?=0.25， 皮带沿A至B方向运行，速率为v=2m/s
11、，若把物体P放在A点处，它将被传送带送到C点，且物体P不脱离皮带，求物体从 A点被传送到C点所用的时间（sin37=0.6，g=l0m/s2） 2如图所示为一货物传送货物的传送带abc.传送带的ab部分与水平面夹角=37，bc部分与水平面夹角=53，ab部分长度为4.7m，bc部分长度为3.5m.一个质量为m=1kg的小物体A（可视为质点）与传送带的动摩擦因数=0.8.传送带沿顺时针方向以速率v=1m/s匀速转动.若把物体A轻放到a处，它将被传送带送到c处，此过程中物体A不会脱离传送带.（sin37=0.6，sin53=0.8，g=10m/s2） 求：物体A从a处被传送到b处所用的时间； c3
12、（14分）右图为仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平传送，A，B两端相距3m，另一台倾斜，传送带与地面的倾角，C,D两端相距4.45m，B,C相距很近。水平传送以5m/s的速度沿顺时针方向转动，现将质量为10kg的一袋大米无初速度地放在A段，它随传送带到达B端后，速度大小不变地传到倾斜送带的C点，米袋与两传送带间的动摩擦因数均为0.5，g取10m/s2，sin37?=0.6，cos37?=0.8 (1)若CD部分传送带不运转，求米袋沿传送带在CD上所能上升的最大距离； (2)若倾斜部分CD以4ms的速率顺时针方向转动，求米袋从C运动到D所用的时间。 组合类的传送带 1【答案】2.4s。解析：物体P随传送带做匀加速直线运动，当速度与传送带相等时若未到达B，即做一段匀速运动；P从B至C段进行受力分析后求加速度，再计算时间，各段运动相加为所求时间P在AB 段先做匀加速运动，由牛顿第二定律 F1?ma1,F1?FN1?mg,v?a1tt1? ，得P匀加速运动的时间 vvs?s1212 ?0.8ss1?a1t1?gt1?0.8m,sAB?s1?vt2，匀速运动时间t2?AB1?0.6sP以速率v开a1?g22v 始沿BC下滑，此过程重力的下滑分
