- 高三物理传送带综合问题
高三物理传送带综合问题主要包括以下几种:
1. 传送带恒定功率启动:这种题型中,物体与传送带之间除了摩擦力之外,还有弹力,传送带以恒定功率启动,将物体从静止开始运动到相对静止。
2. 传送带匀速运动:这种题型中,传送带与物体的摩擦力为静摩擦力,物体沿着传送带运动,此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力。
3. 传送带往返运动:传送带以恒定的速度逆时针方向运动,小物块从左端滑上后,先向右运动,然后又返回左端。
4. 传送带相对滑动:这种题型中,传送带有可能发生倾斜或转动,小物块在沿斜面方向上受到的合外力不为零,小物块在沿斜面方向上可能做匀加速运动、匀减速运动或先加速后减速。
5. 传送带与物体的多过程运动:这种题型中,小物块与传送带之间的摩擦力提供小物块做加速运动和减速运动的驱动力或阻力,小物块的加速度大小和方向可能发生变化,整个过程可以采用逆向思维法或牛顿运动定律求解时间。
此外,还有传送带的加速度问题、传送带与物体的连接体问题等。这些题型都需要根据题目中的条件和物理规律进行具体分析。
相关例题:
题目:
一水平传送带以v = 2m/s的速度顺时针转动,水平部分长度为L = 10m,动摩擦因数μ = 0.1。一物体(可视为质点)以初速度v0 = 0m/s从传送带左端开始,向右端运动。已知物体与传送带之间的摩擦力为滑动摩擦力,重力加速度g = 10m/s2。
(1)若物体在传送带上滑动时间为t,求物体在传送带上滑动的距离x;
(2)若物体在传送带上滑动时间为t,求物体在传送带上滑动的距离x的范围;
(3)若物体在传送带上滑动时间为t,求物体从传送带左端到右端所需的最短时间。
【分析】
(1)根据牛顿第二定律求解加速度,再根据运动学公式求解物体在传送带上滑动的距离x;
(2)根据运动学公式求解物体在传送带上滑动的最短时间;
(3)根据运动学公式求解物体从传送带左端到右端所需的最短时间。
【解答】
(1)物体在传送带上受到滑动摩擦力作用,根据牛顿第二定律得:$a = mu g = 1m/s^{2}$,物体在传送带上滑动的时间为$t$,则有:$L = v_{t}t + frac{1}{2}at^{2}$解得:$t = frac{2L}{v - a} = frac{2 times 10}{2 - 1}s = 10s$,物体在传送带上滑动的距离为:$x = vt - frac{1}{2}at^{2} = 2 times 10 - frac{1}{2} times 1 times 10^{2}m = 8m$;
(2)当物体速度达到传送带速度时,其位移为:$x^{prime} = frac{v^{2}}{2a} = frac{4}{2 times 1}m = 2m$,则物体在传送带上滑动的距离范围为:$x_{min} = L - x^{prime} = 8 - 2m = 6m$;
(3)物体从传送带左端到右端所需的最短时间为:$t_{min} = frac{L}{v} + frac{x}{v} = frac{10}{2} + frac{8}{2}s = 9s$。
【说明】本题主要考查了传送带问题的分析方法,涉及到牛顿运动定律、运动学公式等知识,难度适中。
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