高三物理变速传送带的相关例题如下:
例题1:
【问题】一水平圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的固定轴转动,设圆盘的转速为$n$,假设将质量为$m$的小物体轻轻地放在圆盘边缘,下列说法正确的是( )
A.若$n$逐渐增大,则物体受到的离心力增大
B.若$n$逐渐增大,则物体受到的静摩擦力逐渐减小
C.若$n$逐渐增大,则物体受到的静摩擦力逐渐增大
D.物体受到的静摩擦力方向始终与离心力方向相反
【分析】
物体随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,根据向心力公式分析静摩擦力的变化情况。
【解答】
物体做圆周运动时,静摩擦力提供向心力,当转速增大时,静摩擦力增大,方向与离心力方向相同,故C正确。
故选C。
例题2:
【问题】一水平传送带以速率$v = 2m/s$匀速传动,一物体(可视为质点)从一端以初速度$v_{0} = 2m/s$(物体与传送带间动摩擦因数$\mu = 0.2$)冲上传送带,它与传送带之间的摩擦力做功为多少?传送带对物体的总功是多少?
【分析】
物体先做匀加速直线运动,后与传送带一起做匀速直线运动。根据动能定理求出传送带对物体的总功。
【解答】
设物体加速运动的位移大小为$x_{1}$,传送带对物体的总功为$W$,取传送带运动方向为正方向,由动能定理得:$- \mu mgx_{1} + W = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$;解得:$W = - 0.4J$;由于物体在传送带上滑动的过程中,传送带对物体的摩擦力做负功,所以物体与传送带之间的摩擦力做功为$- 0.4J$。
通过以上例题可以看出,变速传送带相关问题可以运用向心力、动能定理等知识进行求解。
假设有一个长度为L的传送带,以恒定速度v向右运动。一个物体以速度v1向右撞到传送带上,如果物体与传送带的摩擦因数为μ,传送带的速度大于物体,那么物体将会受到摩擦力作用而减速,同时随着传送带一起运动。
如果物体减速的速度减为v2,且v2大于传送带的速度,那么物体将会被传送带拖着向前运动。如果物体减速到零,但传送带仍然继续运动,那么物体将会被留在原处。
以下是一个相关例题:
【例题】一个物体从高为H的平台以水平速度v1向右抛出,落在传送带上后又被拖着向前运动。已知物体与传送带的摩擦因数为μ,传送带的速度为v。求物体在传送带上滑行的距离。
【分析】
物体在传送带上受到摩擦力作用而减速,加速度为μg。当物体减速到零时,传送带已经移动了一段距离x1,物体再被拖着向前移动了一段距离x2。根据相对运动关系,可以求得物体在传送带上滑行的总距离x。
【解答】
根据上述分析,物体在传送带上滑行的总距离为:
x = x1 + x2 = v(t - Δt) + (μgΔt)²/2g = v(t - Δt) + μg²Δt²/2g
其中Δt为物体在传送带上滑行的总时间。
注意,此题中物体抛出的初速度和高度H不影响最终结果,因为它们只影响物体在传送带上的初始位置。
高三物理中的变速传送带是一个重要的概念,常常出现在各种物理题目中。变速传送带问题通常涉及到物体的运动状态和受力分析,需要学生具备一定的物理思维和分析能力。以下是一些常见的变速传送带问题和解答:
问题一:传送带以恒定速度运动,将物体轻轻放在传送带的末端,物体将如何运动?
解答:如果传送带是匀速运动,那么物体将在传送带上滑动一段距离后,与传送带保持相对静止。如果传送带是变速运动,那么物体可能会先加速、后匀速或变速,也可能一直加速或减速。
问题二:物体在传送带上受到哪些力的作用?
解答:物体在传送带上受到重力、支持力、摩擦力和传送带的推力。摩擦力使物体在传送带上滑动或加速,其方向与物体相对传送带运动的方向相反。
问题三:物体在传送带上受到的摩擦力是滑动摩擦力还是静摩擦力?
解答:如果物体在传送带上滑动,那么它受到的是滑动摩擦力。如果物体与传送带相对静止,那么它受到的是静摩擦力。
例题:一个物体轻轻放在正在以v=3m/s匀速运动的传送带上,求物体将如何运动?
解答:由于传送带匀速运动,所以物体将在传送带上滑动一段距离后,与传送带保持相对静止。由于物体受到向前的摩擦力,所以物体将以与传送带相同的速度v=3m/s运动。
以上是一些常见的变速传送带问题和解答,通过这些问题的练习,可以更好地理解变速传送带的概念和相关物理规律。同时,还需要注意题目中的细节和隐含条件,以便更好地解决实际问题。
