牛顿运动定律在多过程运动中的应用.docxVIP

 PAGE \* MERGEFORMAT 6 牛顿运动定律在多过程运动中的应用 【案例展示1】如图1所示,有一水平传送带以2 m/s的速度匀速运动，现将一物体轻轻放在传送带的左端，已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，传送带左、右端间的距离为10 m，求传送带将该物体传送到传送带的右端所需的时间.(g取10 m/s2) 图1 【规范解答】物体置于传送带左端时，先做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：f=μmg=ma 代入数据得：a=μg=0.5×10 m/s2=5 m/s2 当物体加速到速度等于传送带速度v=2 m/s时，运动的时间 t1= =0.4 s 运动的位移x1= 则物体接着做匀速直线运动，匀速直线运动所用时间： t2= 所需传送时间t=t1+t2=0.4 s+4.8 s=5.2 s 答案：5.2 s 变式练习：1、如图1一条传送带始终水平匀速运动，将一个质量为20kg的货物无初速地放到传送带上，货物从放上到跟传送带一起匀速运动，经过的时间为0.8s，滑行的距离是0.8m，则货物与传送带间的动摩擦因数μ为多大？（0。25） 2.传送带以恒定速度v=1.2m/S运行, 传送带与水平面的夹角为37o。现将质量m=20kg的物品轻放在其底端，经过一段时间物品被送到1.8m高的平台上，如图2所示。已知物品与传送带之间的摩擦因数μ=0.85，则:物品从传送带底端到平台上所用的时 间是多少？ 解：(1) ①图2 ② ③ ⑤ 物体先匀加速后匀速 ⑥ ⑦ 3、如图3所示，传送带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为，则木块从左端运动到右端的时间可能是（ACD ） A． B． C． D． 图3 4、如图4所示，传送带与地面的倾角θ=37ｏ，从A到B的长度为16ｍ，传送带以V0=10m/s的速度逆时针转动。在传送带上端无初速的放一个质量为0.5㎏的物体，它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，求物体从A运动到B所需的时间是多少？(sin37ｏ=0.6,cos37ｏ=0.8) A N a1 N f2 B a2 f1 ω mg mg 图4 图20 (a) (b) 解：物体放在传送带上后，开始阶段，传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一沿斜面向下的滑动摩擦力，物体由静止开始加速下滑，受力分析如图5（a）所示；当物体加速至与传送带速度相等时，由于μ＜tanθ，物体在重力作用下将继续加速，此后物体的速度大于传送带的速度，传送带给物体沿传送带向上的滑动摩擦力，但合力沿传送带向下，物体继续加速下滑，受力分析如图20(b)所示。综上可知，滑动摩擦力的方向在获得共同速度的瞬间发生了“突变” 。 开始阶段由牛顿第二定律得:ｍｇsinθ＋μｍｇcosθ=ｍa1; 所以:a1=ｇsinθ＋μｇcosθ=10m/s2; 物体加速至与传送带速度相等时需要的时间ｔ1＝ｖ／a1＝1s;发生的位移： ｓ＝a1ｔ12/2＝5ｍ＜16ｍ;物体加速到10m/s 时仍未到达B点。 第二阶段，有：ｍｇsinθ－μｍｇcosθ＝ｍa2 ;所以：a2＝2m/s 2;设第二阶段物体滑动到B 的时间为t2 则