题目内容
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| L |
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(1)物体P与传送带之间的摩擦因数μ.
(2)若在A处给物体P一个竖直向下的初速度,物体P从传送带的右端水平飞出后,落到地面上的D点,求OD的大小.
(3)若驱动轮转动、带动传送带以速度v匀速运动,再把物体P从A处由静止释放,物体P落到地面上,设着地点与O点的距离为x,求出x与传送带上表面速度v的函数关系.
分析:(1)先研究无传送带的情况:物体从B运动到C,做平抛运动,已知h和L,由平抛运动的规律求得物体在B点的速度vB,再研究有传送带的情况:由平抛运动的规律求出物体离开传送带时的速度v1,根据动能定理求得摩擦因数μ.
(2)根据动能定理研究物体离开传送带时的速度,由平抛运动的知识求得OD.
(3)通过物体P滑到底端的速度与传送带的速度进行比较,判断物体P在传送带上的运动情况,得出物体离开传送带的速度,根据平抛运动的知识求出水平位移.
(2)根据动能定理研究物体离开传送带时的速度,由平抛运动的知识求得OD.
(3)通过物体P滑到底端的速度与传送带的速度进行比较,判断物体P在传送带上的运动情况,得出物体离开传送带的速度,根据平抛运动的知识求出水平位移.
解答:解:(1)无传送带时,物体从B运动到C,做平抛运动,设物体在B点的速度为vB,
由L=vBt;
h=
gt2,
解得:vB=L
当有传送带时,设物体离开传送带时的速度为v1,由平抛规律:
=v1t
h=
gt2
解得:v1=L
;
由此可知物体滑上传送带时的初速度为vB,末速度为v1,物体的位移为
,此过程中只有传送带的摩擦力对物体做功,故根据动能定理有:
-μmg
=
m
-
m
代入vB和v1可解得:
μ=
;
(2)设物体离开传送带时的速度为v2,物体从A滑到离开传送带的过程中,只有重力和传送带的摩擦力对物体做功,由动能定理有:
mgR-μmg
=
m
-
m
又物体从A滑至B的过程中有mgR=
m
所以有:
m
-
×mg
=
m
-
m
又vB=L
可解得:v2=
物体离开传送带后做平抛运动,由题意根据平抛可知
OD=
+v2t=
+
=
+
;
(3)物体由静止从P点开始下滑,到达B点的速度vB=L
,当物体滑上传送带全程加速时,物体滑离传送带时的速度v2,根据动能定理有:
加速时摩擦力做正功,故有:μmg
=
m
-
m
代入数值可得:v2=
所以当传送带的速度v>
,物体离开传送带的速度v>
,由题意根据平抛运动知识可知:x=
+v2t=
+
=
(1+
)
同理有当物体由静止从P点开始下滑,达到B点的速度vB=L
,当物体滑上传送带并在全程在摩擦力作用下做减速运动时,物体滑离传送带的时的速度为v1,根据动能定理有:
减速时摩擦力做负功,故有:-μmg
=
m
-
m
代入相应数值可解得:v1=
所以当传送带速度小于v<
时,物体滑离传送带时的速度v1=
所以可知;x=
+v1t=
+
=L
当传送带的速度满足:v1≤v≤v2时,物体在摩擦力作用下离开传送带时的速度大小都为v,
故此时x=
+v
答:(1)物体P与传送带之间的摩擦因数μ=
;
(2)若在A处给物体P一个竖直向下的初速度,物体P从传送带的右端水平飞出后,落到地面上的D点,求OD的大小为
+
.
(3)若驱动轮转动、带动传送带以速度v匀速运动,再把物体P从A处由静止释放,物体P落到地面上,设着地点与O点的距离为x,求出x与传送带上表面速度v的函数关系为:
x=L v<
x=
+v
≤v≤
x=
(1+
) v>
由L=vBt;
h=
| 1 |
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解得:vB=L
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当有传送带时,设物体离开传送带时的速度为v1,由平抛规律:
| L |
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h=
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解得:v1=L
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由此可知物体滑上传送带时的初速度为vB,末速度为v1,物体的位移为
| L |
| 2 |
-μmg
| L |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 1 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 B |
代入vB和v1可解得:
μ=
| 3L |
| 8h |
(2)设物体离开传送带时的速度为v2,物体从A滑到离开传送带的过程中,只有重力和传送带的摩擦力对物体做功,由动能定理有:
mgR-μmg
| L |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 2 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 0 |
又物体从A滑至B的过程中有mgR=
| 1 |
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| v | 2 B |
所以有:
| 1 |
| 2 |
| v | 2 B |
| 3L |
| 8h |
| L |
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| 1 |
| 2 |
| v | 2 2 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 0 |
又vB=L
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可解得:v2=
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物体离开传送带后做平抛运动,由题意根据平抛可知
OD=
| L |
| 2 |
| L |
| 2 |
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| L |
| 2 |
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(3)物体由静止从P点开始下滑,到达B点的速度vB=L
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加速时摩擦力做正功,故有:μmg
| L |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 2 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 B |
代入数值可得:v2=
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所以当传送带的速度v>
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| L |
| 2 |
| L |
| 2 |
L2+
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| L |
| 2 |
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同理有当物体由静止从P点开始下滑,达到B点的速度vB=L
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减速时摩擦力做负功,故有:-μmg
| L |
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| 1 |
| 2 |
| v | 2 1 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 B |
代入相应数值可解得:v1=
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所以当传送带速度小于v<
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所以可知;x=
| L |
| 2 |
| L |
| 2 |
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当传送带的速度满足:v1≤v≤v2时,物体在摩擦力作用下离开传送带时的速度大小都为v,
故此时x=
| L |
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答:(1)物体P与传送带之间的摩擦因数μ=
| 3L |
| 8h |
(2)若在A处给物体P一个竖直向下的初速度,物体P从传送带的右端水平飞出后,落到地面上的D点,求OD的大小为
| L |
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(3)若驱动轮转动、带动传送带以速度v匀速运动,再把物体P从A处由静止释放,物体P落到地面上,设着地点与O点的距离为x,求出x与传送带上表面速度v的函数关系为:
x=L v<
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x=
| L |
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x=
| L |
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点评:本题是机械能守恒、平抛运动,动能定理的综合应用,要具有分析物体运动过程的能力,能分情况全面分析物体的运动情况,要抓住平抛运动的时间由高度决定这一知识点.本题较难,易犯考虑不全面的错误.
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