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高考物理滑块和传送带问题及答案

一、滑块问题

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

μ==04102

.(/)g m s （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，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 ==μμ

小滑块在滑动摩擦力f 作用下向右匀加速运动的加速度 a f m g m s 12

4===//μ

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 a F f M 2=-()/ 使m 能从M 上面滑落下来的条件是 a a 21> 即N g m M F m f M f F 20)(//)(=+>>-μ解得

（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

a F f M m s 22

47=-=()/./ ）小滑块在时间t 内运动位移

S a t 112

2=/ 木板在时间t 内运动位移

S a t 2222=/ 因S S L 21-= 即

s t t t 24.12/42/7.42

2==-解得 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μ1=0.25．求：（取g =10m/s 2）（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

222 1.0m/s 2v a g s

μ=== 解得木板与冰面的动摩擦因数μ2=0.10

（2）小物块A 在长木板上受木板对它的滑动摩擦力，做匀减速运动，加速度 a 1=μ1g =2.5m/s 2

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μ1mg －μ2(2m )g =ma 2 解得加速度a 2=0.50m/s 2

A v B

设小物块滑上木板时的初速度为v 10，经时间t 后A 、B 的速度相同为v 由长木板的运动得v =a 2t ，解得滑行时间2

0.8s v

t a =

= 小物块滑上木板的初速度 v 10=v ＋a 1t =2.4m/s

小物块A 在长木板B 上滑动的距离为22120112110.96m 22

s s s v t a t a t ?=-=--= （3）小物块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木板上滑落的最大初速度，设为v 0．有220121122

v t a t a t L --=

012v v a t v a t ''-==

由以上三式解得，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不大于最大初速度0122() 3.0m/s v a a L =+=

动力学中的传送带问题一、传送带模型中要注意摩擦力的突变

①滑动摩擦力消失 ②滑动摩擦力突变为静摩擦力 ③滑动摩擦力改变方向二、传送带模型的一般解法 ①确定研究对象；

②分析其受力情况和运动情况，（画出受力分析图和运动情景图），注意摩擦力突变对物体运动的影响；

③分清楚研究过程，利用牛顿运动定律和运动学规律求解未知量。

难点疑点：传送带与物体运动的牵制。牛顿第二定律中a 是物体对地加速度，运动学公式中S 是物体对地的位移，这一点必须明确。分析问题的思路：初始条件→相对运动→判断滑动摩擦力的大小和方向→分析出物体受的合外力和加速度大小和方向→由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力及运动状态的改变。

一、水平放置运行的传送带 1．如图所示，物体A 从滑槽某一高度滑下后又滑上粗糙的水平传送带，传送带静止不动时，

A 滑至传送带最右端的速度为v 1，需时间t 1，若传送带逆时针转动，A 滑至传送带最右端的速度为v 2，需时间t 2，则（）

A ．1212,v v t t ><

B ．1212,v v t t <<

C ．1212,v v t t >>

D ．1212,v v t t ==

2．如图7所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v 1沿顺时针方向转动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定速度v 2沿直线向左滑向传送带后，经过一段时间又反回光滑水

平面，速率为v 2′

，则下列说法正确的是：（）

A ．只有v 1= v 2时,才有v 2′= v 1

B ．若v 1 >v 2时, 则v 2′

= v 2

C ．若v 1

D ．不管v 2多大,v 2′

= v 2

3．物块从光滑斜面上的P 点自由滑下通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的Q 点．若传送带的皮带轮沿逆时针方向匀速转动，使传送带随之运动，如图所示，物块仍从P 点自由滑下，则（）

A ．物块有可能落不到地面

B ．物块将仍落在Q 点

C ．物块将会落在Q 点的左边

D ．物块将会落在Q 点的右边 4．（2003年·江苏理综）水平传送带被广泛地应用于机场和火车

站，用于对旅客的行李进行安全检查右图为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带A 、B 始终保持v =1m/s 的恒定速率运行；一质量为m =4kg 的行李无初速地放在A 处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，AB 间的距离l =2m ，g 取10m ／s 2．

（1）求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小；（2）求行李做匀加速直线运动的时间；

（3）如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B 处．求行李从A 处传送到B 处的最短时间和传送带对应的最小运行速率．

5．（16分）如图17所示，水平传送带的长度L =5m ，皮带轮的半径R =0.1m ，皮带轮以角速度ω顺时针匀速转动。现有一小物体（视为质点）以水平速度v 0从A 点滑上传送带，越过B 点后做平抛运动，其水平位移为S 。保持物体的初速度v 0不变，多次改变皮带轮的角速度ω，依次测量水平位移S ，得到如图18所示的S —ω图像。回答下列问题：

（1）当010ω<

6．（2006年·全国理综Ⅰ）一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视

为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ．起始时，传送带与煤块都是静止的．现让传送带以恒定的加速度a 0开始运动，当其速度达到v 0后，便以此速度匀速运动．经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动．求此黑色痕迹的长度．

二、倾斜放置运行的传送带

1．如图所示，传送带与地面倾角θ=37°，从AB 长度为16m ，传送带以10m/s 的速率逆时针

转动．在传送带上端A 无初速度地放一个质量为0.5kg

的物体，它与传送带之间

图17

v 0

图18

ω/rad/s

S /m 3

P Q

的动摩擦因数为0.5．求物体从A 运动到B 需时间是多少?（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

2．如图3－2－24所示，传送带两轮A 、B 的距离L ＝11 m ，皮带以恒定速度v ＝2 m/s 运动，现将一质量为m 的物块无初速度地放在A 端，若物体与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.8，传送带的倾角为α＝37°，那么物块m 从A 端运到B 端所需的时间是多少？(g 取10 m/s 2，cos37°＝0.8)

三、组合类的传送带 1．如图所示的传送皮带，其水平部分AB 长s AB =2m ，BC 与水平面夹角θ=37°，

长度s BC =4m ，一小物体P 与传送带的动摩擦因数μ=0.25，皮带沿A

至B 方向运行，速率为v =2m/s ，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/s 2）

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α=37°，bc 部分与水平面夹角β=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μ=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/s 2）求：物体A 从a 处被传送到b 处所用的时间； 3．（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/s 2，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4m ／s 的速率顺时针方向转动，求米袋从C 运动到D 所用的时间。

物理滑板木板有关问题训练题集(一)

1、光滑的水平桌面上，放着质量M=1kg 的木板，木板上放着一个装有小马达的滑块，它们的质量m=0.1kg ．马达转动时可以使细线卷在轴筒上，从而使滑块获得v0=0.1m/s 的运动速度（如图1—6）,滑块与木板之间的动摩擦因数μ=0.02．开始时我们用手抓住木板使它不动，开启小马达，让滑块以速度v0运动起来，当滑块与木板右端相距l =0.5m 时立即放开木板．试描述下列两种不同情形中木板与滑块的运动情况，并计算滑块运动到木板右端所花的时间．

a b c

h A

图1—6

（1）线的另一端拴在固定在桌面上的小柱上．如图（a ）．（2）线的另一端拴在固定在木板右端的小柱上．如图（b ）．（线足够长，线保持与水平桌面平行，g=10m/s2．）

2、如下图所示，一辆质量是m=2kg 的平板车左端放有质量M=3kg 的小滑块，滑块与平板车之间的动摩擦因数μ=0.4，开始时平板车和滑块共同以v0=2m/s 的速度在光滑水平面上向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变，但方向与原来相反．平板车足够长，以至滑块不会滑到平板车右端．（取g=10m/s2）求：（1）平板车每一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离．

（2）平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v ．（3）为使滑块始终不会滑到平板车右端，平板车至少多长？ 3、如图所示，光滑水平面上有一小车B ，右端固定一个砂箱，砂箱左侧连着一水平轻弹簧，小车和砂箱的总质量为M ，车上放有一物块A ，质量也是M ，物块A 随小车以速度v0向右匀速运动．物块A 与左侧的车面的动摩擦因数为μ，与右侧车面摩擦不计．车匀速运动时，距砂面H 高处有一质量为m 的泥球自由下落，恰好落在砂箱中，求：（1）小车在前进中，弹簧弹性势能的最大值．

（2）为使物体A 不从小车上滑下，车面粗糙部分应多长？

4、如下图所示，A 、B 是静止在水平地面上完全相同的两块长木板．A 的左端和B 的右面端相接触．两板的质量皆为M=2.0kg ，长度皆为l=1.0m ．C 是一质量为m=1.0kg 的小物块．现给它一初速度v0=2.0m/s ，使它从B 板的左端开始向右滑动，已知地面是光滑的，而C 与A 、B 之间的动摩擦因数为μ=0.10．求最后A 、B 、C 各以多大的速度做匀速运动．（取重力加速度g=10m/s2）

5．如图所示，一个长为L ，质量为M 的长方形木块，静止在光滑水平面上，一个质量为m 的物块（可视为质点），以水平初速度v0，从木块的左端滑向另一端，设物块与木块间的动摩擦因数为μ，当物块与木块达到相对静止时，物块仍在长木块上，求系统机械能转化成内能的量Q ．

M m v 0

m H A B v 0

B A v 0

6、10个相同的扁长木块一个紧挨一个地放在水平地面上，如图所示，每个木块的质量为m=0.40始，长度l=0.45 m ，它们与地面间的静摩擦因数和动摩擦因数均为=0.10．原来木块处于静止状态．左方第一个木块的左端上方放一个质量为M=0.10 kg 的小铅块，它与木块间的静摩擦因数和动摩擦因数均为=0.20．现突然给铅块一向右的初速度一4.3 m ／s ，使其在大木块上滑行．试确定铅块最后的位置在何处(落在地上还是停在哪块木块上)．重

力加速度g 取10 m/s 2

，设铅块的长度与木块相比可以忽略．

7、如图5所示，倾角为α的固定斜面上，停放质量为M 的大平板车，它与斜面的摩擦可以忽略不计。平板车上表面粗糙，当其上有一质量为m 的人以恒定加速度向下加速跑动时，发现平板车恰能维持静止平衡。试求这个加速度a 值。

8、如图6所示，固定斜面的倾角为α= 30°。其上放置三角块B ，B 重2G 、底角β= 60°。B 上则放置长方体物块A ，A 重1G 。不计各处摩擦，将系统无初速释放。试求A 对B 的压力。

图 6αa 图 5

动力学中的传送带问题参考答案一、水平放置运行的传送带

1．D 提示：物体从滑槽滑至末端时，速度是一定的．若传送带不动，物体受摩擦力方向水平向左，做匀减速直线运动．若传送带逆时针转动，物体受摩擦力方向水平向左，做匀减速直线运动．两次在传送带都做匀减速运动，对地位移相同，加速度相同，所以末速度相同，时间相同，故D ． 2．B

3．B 提示：传送带静止时，物块能通过传送带落到地面上，说明滑块在传送带上一直做匀减速运动．当传送带逆时针转动，物块在传送带上运动的加速度不变，由

02t v v as =+可知，滑块滑离传送带时的速度v t 不变，而下落高度决定了平抛运动的时

间t 不变，因此，平抛的水平位移不变，即落点仍在Q 点． 4．【答案】（1）4N ，a =lm/s 2；（2）1s ；（3）2m/s 解析：（1）滑动摩擦力F =μmg ① 以题给数值代入，得F =4N ② 由牛顿第二定律得 F =ma ③ 代入数值，得a =lm/s 2 ④

（2）设行李做匀加速运动的时间为t ，行李加速运动的末速度v=1m ／s ．则 v =at ⑤ 代入数值，得t =1s ⑥

（3）行李从A 匀加速运动到B 时，传送时间最短．则