传送带问题专题讲解

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知识特点

传送带上随行物受力复杂,运动情况复杂,功能转换关系复杂。 基本方法

解决传送带问题要特别注重物理过程的分析和理解,关键是分析传送带上随行物时一般以地面为参照系。

1、对物体受力情况进行正确的分析,分清摩擦力的方向、摩擦力的突变。当传送带和随行物相对静止时,两者之间的摩擦力为恒定的静摩擦力或零;当两者由相对运动变为速度相等时,摩擦力往往会发生突变,即由滑动摩擦力变为静摩擦力或变为零,或者滑动摩擦力的方向发生改变。

2、对运动情况进行分析分清物体的运动过程,明确传送带的运转方向。

3、对功能转换关系进行分析,弄清能量的转换关系,明白摩擦力的做功情况,特别是物体与传送带间的相对位移。 一、 基础练习

【示例1】一水平传送带长度为20m ,以2m /s 的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为0.1,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,到达另一端所需时间为多少?

【讨论】

1、在物体和传送带达到共同速度时物体的位移,传送带的位移,物体和传送带的相对位移分别是多少?

2、若物体质量m=2Kg ,在物体和传送带达到共同速度的过程中传送带对物体所做的功,因摩擦而产生的热量分别是多少?

情景变换一、当传送带不做匀速运动时

【示例2】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。初始时,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,便以此速度做匀速运动。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。

情景变换二、当传送带倾斜时

【示例3】如图所示倾斜的传送带以一定的速度逆时针运转,现将一物体轻放在传送带的顶端,此后物体在向下运动的过程中。 ( ) A 物体可能一直向下做匀加速运动,加速度不变 B.物体可能一直向下做匀速直线运动 C.物体可能一直向下做匀加速运动,运动过程中加速度改变 D.物体可能先向下做加速运动,后做匀速运动

V

情景变换三、与功和能知识的联系 【示例4】、如图所示,电动机带着绷紧的传送带始终保持v 0=2m/s 的速度运行,传送带与水平面间的夹角为30?,现把一个质量为m=10kg 的工件轻放在传送带上,传送到h=2m 的平

台上,已知工件与传送带之间的动摩擦因数为μ=3/2,除此之外,不计其它损耗。则在皮带传送工件的过程中,产生内能

及电动机消耗的电能各是多少?(g=10m/s 2)

情景变换四、与动量知识的联系 【示例5】、如图所示,水平传送带AB 足够长,质量为M =1kg 的木块随传送带一起以v 1=2m/s 的速度向左匀速运动(传送带的速度恒定),木块与传送带的摩擦因数μ=05.,当木块运动到最左端A 点时,一颗质量为m =20g 的子弹,以v 0=300m/s 的水平向右的速度,正

对射入木块并穿出,穿出速度v =50m/s ,设子弹射穿木块的时间极短,(g 取10m/s 2

)求: (1)木块遭射击后远离A 的最大距离; (2)木块遭击后在传送带上向左运动所经历的时间。

二、巩固练习

1、水平传输装置如图所示,在载物台左端给物块一个初速度。当它通过如图方向转动的传输带所用时间t 1。当皮带轮改为与图示相反的方向传输时,通过传输带的时间为t 2。当皮带轮不转动时,通过传输带的时间为t 3,下列说法中正确的是:( ) A .t 1一定小于t 2;

B .t 2> t 3> t 1;

C .可能有t 3=t 2=t 1;

D .一定有t 1=t 2< t 3。 2、质量为m 的物体从离传送带高为H 处沿光滑圆弧轨道下滑,水平进入长为L 的静止的传送带落在水平地面的Q 点,已知物体与传送带间的动摩擦因数为μ,则当传送带转动时,物体仍以上述方式滑下,将落在Q 点的左边还是右边?

B

2

图2图

2图2—20

3、如图2—1所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s 的速度逆时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A →B 的长度L=16m ,则物体从A 到B 需要的时间为多少?

4、如图2—4所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s 的速度顺时针转动,在传送带下端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.9,已知传送带从A →B 的长度L=50m ,则物体从A 到B 需要的时间为多少?

5、如图2—19所示,静止的传送带上有一木块正在匀速下滑,当传送带突然向下开动时,木块滑到底部所需时间t 与传送带始终静止不动所需时间t 0相比是( ) A.t=t 0 B.t<t 0

C.t>t 0 D.A、B两种情况都有可能

6、将一粉笔头轻放在2m/s 的恒定速度运动的水平传送带上后,传送带上留下一条长为4m

的划线;若使该传送带做匀减速运动(加速度为1.5m/s 2

)并且在传送带上做匀减速的同时,

将另一个粉笔头放在传送带上,该粉笔头在传送带上留下多长划痕?(g 取10m/s 2

)

7、如图2—13所示,倾角为37o的传送带以4m/s 的速度沿图示方向匀速运动。已知传送带的上、下两端间的距离为L =7m 。现将一质量m=0.4kg 的小木块放到传送带的顶端,使它从静止开始沿传送带下滑,已知木块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25,取g =10m/s 2。求木块滑到底的过程中,摩擦力对木块做的功以及生的热各是多少?

8、如图2—20所示,足够长水平传送带以2m/s 的速度匀速运行。现将一质量为2kg 的物体轻放在传送带上,物体与传送带间的动摩擦因数为0.2。若不计电动机自身消耗,则将物体传送的过程中 ( )

A .摩擦力对物体做的功为4J

B .摩擦力对物体做的功为-4J

C .电动机做的功为8J

D .电动机做功的功率为

8W

9、图14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/s2,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。

10、如图所示为车站使用的水平传送带的模型,它的水平传送带的长度为L=8m,传送带的皮带轮的半径均为R=0.2m,传送带的上部距地面的高度为h=0.45m,现有一个旅行包(视为质点)以v0=10m/s的初速度水平地滑上水平传送带.已知旅行包与皮带之间的动摩擦因数为μ=0.6.g取10m/s2.试讨论下列问题:

(1)若传送带静止,旅行包滑到B端时,人若没有及时取下,旅行包将从B端滑落.则包的落地点距B端的水平距离为多少?

(2)设皮带轮顺时针匀速转动,并设水平传送带长度仍为8m,旅行包滑上传送带的初速度恒为10m/s.当皮带轮的角速度ω值在什么范围内,旅行包落地点距B端的水平距离始终为(1)中所求的水平距离?若皮带轮的角速度ω1=40 rad/s,旅行包落地点距B端的水平距离又是多少?

(3)设皮带轮以不同的角速度顺时针匀速转动,画出旅行包落地点距B端的水平距离s随皮带轮的角速度ω变化的图象.

参考答案

【示例1】解:物体加速度a=μg=1m/s 2,经t 1=v

a

=2s 与传送带相对静止,所发生的位移

S 1=12 at 12=2m,然后和传送带一起匀速运动经t 2=l-s 1

v

=9s ,所以共需时间t=t 1+t 2=11s 【讨论】1、S 1=1

2

vt 1=2m ,S 2=vt 1=4m ,Δs=s 2-s 1=2m

【讨论】2、W 1=μmgs 1=1

2

mv 2=4J ,Q=μmg Δs=4J

【示例2】【解析】方法一: 根据“传送带上有黑色痕迹”可知,煤块与传送带之间发生了相对滑动,煤块的加速度a 小于传送带的加速度a 0。根据牛顿运动定律,可得 g a μ= 设经历时间t ,传送带由静止开始加速到速度等于v 0,煤块则由静止加速到v ,有

t a v 00= t a v =

由于a

此后,煤块与传送带运动速度相同,相对于传送带不再滑动,不再产生新的痕迹。

设在煤块的速度从0增加到v 0的整个过程中,传送带和煤块移动的距离分别为s 0和s ,有

2

102

00t v t a s += 202v s a = 传送带上留下的黑色痕迹的长度 s s l -=0 由以上各式得 2

000()

2v a g l a g

μμ-=

【小结】本方法的思路是整体分析两物体的运动情况,分别对两个物体的全过程求位移。 方法二:

第一阶段:传送带由静止开始加速到速度v 0,设经历时间为t ,煤块加速到v ,有

v t a 00= ① v gt at μ== ② 传送带和煤块的位移分别为s 1和s 2, 20121t a s =

③ 2222

1

21gt at s μ== ④ 第二阶段:煤块继续加速到v 0,设经历时间为t ',有 v 0v gt μ'=+ ⑤

传送带和煤块的位移分别为s 3和s 4 ,有30s v t '= ⑥ 241

2

s v t g t μ''=+ ⑦ 传送带上留下的黑色痕迹的长度 4231s s s s l --+=

由以上各式得 2000()

2v a g l a g

μμ-=

【小结】本方法的思路是分两段分析两物体的运动情况,分别对两个物体的两个阶段求位移,最后再找相对位移关系。 方法三:

传送带加速到v 0 ,有 00v a t = ① 传送带相对煤块的速度 0()v a g t μ=- ②

传送带加速过程中,传送带相对煤块的位移【相对初速度为零,相对加速度是()g a μ-0】

()2012

1

t g a l μ-=

t 2t 1

图2—6

传送带匀速过程中,传送带相对煤块的位移【相对初速度为()g a μ-0t ,相对加速度是g μ】

()g

2t 2

2 02μμg a l -=

整个过程中传送带相对煤块的位移即痕迹长度 ()()g

2t 21

22

00μμμg a t g a l -+-= ③

由以上各式得 2

000()

2v a g l a g

μμ-=

【小结】本方法的思路是用相对速度和相对加速度求解。关键是先选定好过程,然后对

过程进行分析,找准相对初末速度、相对加速度。

方法四:用图象法求解

画出传送带和煤块的V —t 图象,如图2—6所示。

其中0

10v t a =

,02v t g

μ=, 黑色痕迹的长度即为阴影部分三角形的面积,有:

2

0000021000()11

()()222v v v a g l v t t v g a a g

μμμ-=-=-=

【示例3】ACD

【示例4】解:工件加速上升时加速度a=μgcosθ-gsin θ=2.5m/s 2

经t=v 0a =0.8s 与传送带共速,上升的位移s 1=1

2 at 2=0.8m 传送带位移s 2=v 0t=1.6m

相对位移△s= s 2- s 1=0.8m ,所以产生的内能Q=μmgcos θ△s=60J 电动机耗能△E=Q+1

2

mv 2+mgh=280J

【示例5】解.(1)设木块遭击后的速度瞬间变为V ,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律得

mv Mv mv MV 01-=+

则V m v v M

v =

--()

01,代入数据解得V m s =3/,方向向右。 木块遭击后沿传送带向右匀减速滑动,其受力如图所示。

摩擦力 f F Mg N N N ====μμ05

1105.×× 设木块远离A 点的最大距离为S ,此时木块的末速度为0, 根据动能定理得 -=-

fS MV 01

2

2 则S MV f m m ===22

21325

09××. (2)研究木块在传送带上向左运动的情况。设木块向左加速到v m s 12=/时的位移为S 1。

由动能定理得 f S Mv 112

12

=,则S Mv f m m m 1122212250409

==

=<××..

由此可知,遭击木块在传送带上向左的运动过程分两个阶段:先向左加速运动一段时间

t 1,再匀速运动一段时间t 2。 由动量定理得f t Mv 11=

则t Mv f s s 1112

5

04=

==×. ,t S S v s s 21109042025=-=-=... 所求时间 t t t s s s =+=+=1204025065...

二、巩固练习

1、C

2、当传送带逆时针转动时,物体仍落在Q 点;当传送带顺时针转动时:当传送带的

速度 gL V V μ220-≤时,物体将落在Q 的左边;当传送带的速度gL V V μ22

0->时,

物体将落在Q 的右边

3、【解析】物体放上传送带以后,开始一段时间,其运动加速度

2m/s 10cos sin =+=

m

mg mg a θ

μθ。

这样的加速度只能维持到物体的速度达到10m/s 为止,其对应的时间和位移分别为:

,1s 10

10

1s a v t === m 52 21==a s υ<16m 以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上,其加速度大小为(因为mgsin θ>μmgcos θ)。

22m/s 2cos sin =-=

m

mg mg a θ

μθ。

设物体完成剩余的位移2s 所用的时间为2t ,则2

222022

1t a t s +

=υ, 11m= ,10222t t + 解得:)s( 11 s, 1 2212舍去或-==t t

所以:s 2s 1s 1=+=总t 。【总结】该题目的关键就是要分析好各阶段物体所受摩擦力的大小和方向,若μ>0.75,第二阶段物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动;若L <5m ,物体将一直加速运动。因此,在解答此类题目的过程中,对这些可能出现两种结果的特殊过程都要进行判断。 4、【解析】物体放上传送带以后,开始一段时间,其运动加速度

2m/s 46.8cos sin =+=

m

mg mg a θ

μθ。

这样的加速度只能维持到物体的速度达到10m/s 为止,其对应的时间和位移分别为:

,18.1s 46

.810

1s a v t === m 91.52 21==a s υ<16m 以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上,其加速度大小为零(因mgsin θ<μmgcos θ)。 设物体完成剩余的位移2s 所用的时间为2t ,则202t s υ=,16m -5.91m=210t

图2—3

解得: s, 90.10 2=t 所以:s 27.11s 09.10s 18.1=+=总t 。

【总结】该题目的关键就是要分析好各阶段物体所受摩擦力的大小和方向,μ>tan θ=

3

3

,第二阶段物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动。 5、A ;6、解:粉笔头放到传送带上后,它与传送带间存在相对运动,将 受到传送带对它的摩擦力作用,从而做匀加速运动,直至其速度达到与传送带相同。传送带匀速运动时,如右图2—2所示:上线为传送带的速度图线,下线为粉笔头的速度图线,所以三角形阴影即为两者的相对位移,亦即粉笔头的画线长度。 由图可知:

S t v ?=002

1

代入数值可解得:s t 40=

所以由速度公式V 0=at 可得:a=0.5m/s 2

传送带做匀减速运动时,仍做出速度图线如图2—3所示:三角形阴影表示二者的相对位移。粉笔头做匀加速运动, 直到某时刻其速度增大到与传送带减小的速度相等,此后它们一起运动。 由速度公式,对传送带:t a v v 00-=

对粉笔头:at v = 由上两式可解得:t=1s 。 所以三角形阴影的面积为:m t v S 1122

1

210=??==

?。 所以此时粉笔头画线的长度为1m 。

7、【解析】刚开始时,合力的大小为

F 合1=mg sin37o+μmg cos37o, 由牛顿第二定律,加速度大小 a 1=

m

F 1合=8m/s 2,

该过程所用时间 t 1=1

0a v =0.5s ,位移大小 s 1=12

2a v =1m 。

二者速度大小相同后,合力的大小为 F 合2=mg sin37o-μmg cos37o, 加速度大小 a 2=

m

F 2合=4m/s 2,位移大小 s 2= L -s 1= 6m,

所用时间 s 2= v 0t 2+

2

222

1t a 得: t 2=1s 。

(另一个解t 2=-3s 舍去) 摩擦力所做的功 W =μmg cos37o·(s 1-s 2) =-4.0J ,

全过程中生的热 Q =f·s 相对=μmg cos37o·【(v 0t 1-s 1)+(s 2-v 0t 2)】=0.8N ×3m =2.4J 。 【总结】该题目的关键在于分析清楚物理过程,分成两段处理,正确分析物体受力情况,求出物体和传送带的位移,以及物体和传送带间的相对位移。

8、ACD9、【解析】(1)米袋在AB 上加速时的加速度20/5s m m

mg

a ==

μ

米袋的速度达到0v =5m /s 时,滑行的距离m AB m a v s 35.220

2

0=<==,因此米加速 一段后与传送带一起匀速运动到达B 点,到达C 点时速度v 0=5m /s ,设米袋在CD 上运动的加速度大小为a ,由牛顿第二定律得 ma mg mg =+θμθcos sin

代人数据得a=10m /s 2

,所以,它能上滑的最大距离m a

v s 25.1220

==…

(2)顺斜部分传送带沿顺时针方向转动时,米袋速度减为4m /s 之前的加速度为

2

1/10)cos (sin s m g a -=+-=θμθ…………

速度减为4m / s 时上滑位移为m a v v s 45.021

2

211=-=

米袋速度等于4m /s 时,滑动摩擦力方向改变,由于a mg a mg sin cos <μ,故米继续向上减速运动… 米袋速度小于4m /s 减为零前的加速度为-

2

2/2)c o s (s i n s m g a -=--=θμθ

… 速度减到0时上滑位移为m a v s 4202

2

12=-=

… 可见,米袋速度减速到0时,恰好运行到D 点。

米袋从C 运动到D 所用的时间s a v a v v t t t 1.22

1

10121=-+-=+=- 10、【解析】(1)减速运动,到右端时速度

v ===m/s=2m/s

包的落地点距B 端的水平距离为s =vt =

m =0.6m (2)由题意,R v ω≤ ω值的范围是ω≤10rad/s . 当ω1=40 rad/s 时 ,包的落地点距B 端的水平距离为s 1==Rωt =

2.4m (3)见图

高中物理传送带问题分类解析

传 送 带 问 题 分类 解析 传送带是运送货物的一种省力工具,在装卸运输行业中有着广泛的应用,只要稍加留心,在工厂、车站、机场、装卸码头随处可见繁忙运转的传送带.近年来“无论是平时训练还是高考,均频繁地以传送带为题材命题”,体现了理论联系实际,体现了把物理知识应用于日常生活和生产实际当中.本文收集、整理了传送带相关问题,并从两个视角进行分类剖析:一是从传送带问题的考查目标(即:力与运动情况的分析、能量转化情况的分析)来剖析;二是从传送带的形式来剖析. 一、传送带问题中力与运动情况分析 传送带的试题以力和运动的关系为多见,有水平方向的,有倾斜方向的,也有水平和倾斜两个方向相结合的,还有变形的传送带.在处理传送带上的力和运动的关系时,有依据物体的受力情况,判断物体的运动性质;也有依据物体的运动性质,去求解物体的受力情况. 1、水平传送带上的力与运动情况分析 例1 水平传送带被广泛地应用于车站、码头,工厂、车间。如图所示为水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB 始终保持v 0=2 m/s 的恒定速率运行,一质量为m 的工件无初速度地放在A 处,传送带对工件的滑动摩擦力使工件开始做匀加速直线运动,设工件与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2 ,AB 的之间距离为L =10m ,g 取10m/s 2 .求工件从A 处运动到B 处所用的时间. 分析 工件无初速度地放在传送带上,由于传送带以2 m/s 的恒定速度匀速运动,工件在传送带上受到传送带给予的滑动摩擦力作用做匀加速运动,当工件加速到与传送带速度相等时,如果工件没有滑离传送带,工件在传送带上再不相对滑动,两者一起做匀速运动. 解答 设工件做加速运动的加速度为a ,加速的时间为t 1 ,加速运动的位移为l ,根据牛顿第二定律,有:μmg=ma 代入数据可得:a =2 m/s 2 工件加速运动的时间t 1= a v 0 代入数据可得: t 1=1s

高考专题之传送带上的问题

高考热点专题——有关传送带问题的分析与计算 传送带问题是以真实物理现象为依据的问题,它既能训练学生的科学思维,又能联系科学,生产和生活实际,因而,这种类型问题具有生命力,当然成为高考命题专家所关注的问题。 物体在皮带的带动下做匀加速运动,当物体速度增加到与皮带速度相等时,跟皮带一块做匀速运动,分析时要充分考虑整个过程中物体的运动情况。解决此类问题除用到牛顿运动定律外还要用到的动能定理、动量定理和能量守恒定律等知识。 传送带问题的考查一般从两个层面上展开: 一是受力和运动分析。受力分析中关键是注意摩擦力的突变(大小,方向)——发生在V物与V带相同的时刻;运动分析中关键是相对运动的速度大小与方向的变化——物体和传送带对地速度的大小与方向比较。 二是功能分析。注意功能关系:W F=△E K+△E P+Q。式中W F为传送带做的功,W F=F·S带(F 由传送带受力情况求得);△E K,△E P为传送带上物体的动能、重力势能的变化;Q是由于摩擦产生的内能:Q=f·S相对。 下面结合传送带两种典型模型加以说明。 典例分析 【例1】如图所示,水平放置的传送带以速度v=2 m / s向右运行,现将一小物体轻轻地放在传送带A端,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,若A端与B端相距4 m,则物体由A到B 的时间和物体到B端时的速度是:() A.2.5 s,2 m / s B.1 s,2 m / s C.2.5 s,4 m / s D.1 s,4 / s 【答案】A, 【例2】如图所示,传送带与地面的倾角θ=37°,从A端到B端的长度为16m,传送带以 v0=10m/s的速度沿逆时针方向转动。在传送带上端A处无初速地放置一个质量为0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,求物体从A端运动到B端所需的时间是多少? (sin37°=0.6,cos37°=0.8) 总时间t=t1+t2=2s

传送带问题(专题)

小专题传送带问题 (水平传送带和倾斜传送带) 1.(单选)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 2、(单选)如图所示,一物体放在倾角为θ的传输带上,且物体始终与传输带相对静止.关于物体所受到的静摩擦力,下列说法正确的是() A.当传输带加速向上运动时,加速度越大,静摩擦力越大 B.当传输带匀速运动时,速度越大,静摩擦力越大 C.当传输带加速向下运动时,静摩擦力的方向一定沿斜面向下图6 D.当传输带加速向下运动时,静摩擦力的方向一定沿斜面向上 3.(多选)如图所示,质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上,物体到传送带左端的距离为L,稳定时绳与水平方向的夹角为θ,当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针转动时(v 1

高中物理传送带问题(有答案)

传送带问题 例1:一水平传送带长度为20m ,以2m /s 的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为0.1,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,到达另一端所需时间为多少? 解:物体加速度a=μg=1m/s2,经t1=v/a =2s 与传送带相对静止,所发生的位移 S1=1/2 at 12=2m,然后和传送带一起匀速运动经t2=l-s1/v =9s ,所以共需时间t=t1+t2=11s 练习:在物体和传送带达到共同速度时物体的位移,传送带的位移,物体和传送带的相对位移分别是多少?(S1=1/2 vt1=2m ,S2=vt1=4m ,Δs=s2-s1=2m ) 例2:如图2—1所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s 的速度逆时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A →B 的长度L=16m ,则物体从A 到B 需要的时间为多少? 【解析】物体放上传送带以后,开始一段时间,其运动加速度 2m/s 10cos sin =+=m mg mg a θ μθ。 这样的加速度只能维持到物体的速度达到10m/s 为止,其对应的时间和位移分别为: ,1s 10 101s a v t === m 52 21==a s υ<16m 以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上,其加速度大小为(因为mgsin θ>μmgcos θ)。 22m/s 2cos sin =-=m mg mg a θμθ。 设物体完成剩余的位移2s 所用的时间为2t , 则2222022 1t a t s +=υ, 11m= ,10222t t + 解得:)s( 11 s, 1 2212舍去或-==t t , 所以:s 2s 1s 1=+=总t 。

高一物理传送带问题归类分析

传送带问题归类分析 传送带是运送货物的一种省力工具,在装卸运输行业中有着广泛的应用,只要稍加留心,在工厂、车站、机场、装卸码头随处可见繁忙运转的传送带.近年来“无论是平时训练还是高考,均频繁地以传送带为题材命题”,体现了理论联系实际,体现了把物理知识应用于日常生活和生产实际当中.本文收集、整理了传送带相关问题,并从两个视角进行分类剖析:一是从传送带问题的考查目标(即:力与运动情况的分析、能量转化情况的分析)来剖析;二是从传送带的形式来剖析. 首先,概括下与传送带有关的知识: (一)传送带分类:(常见的几种传送带模型) 1.按放置方向分水平、倾斜和组合三种; 2.按转向分顺时针、逆时针转两种; 3.按运动状态分匀速、变速两种。 (二)传送带特点:传送带的运动不受滑块的影响,因为滑块的加入,带动传送带的电机要多输出的能量等于滑块机械能的增加量与摩擦生热的和。 (三)受力分析:传送带模型中要注意摩擦力的突变(发生在v物与v带相同的时刻),对于倾斜传送带模型要分析mgsinθ与f的大小与方向。突变有下面三种: 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; (四)运动分析: 1.注意参考系的选择,传送带模型中选择地面为参考系; 2.判断共速以后是与传送带保持相对静止作匀速运动呢?还是继续加速运动?

3.判断传送带长度——临界之前是否滑出? (五)传送带问题中的功能分析 1.功能关系:W F =△E K +△E P +Q 。传送带的能量流向系统产生的内能、被传送的物体的 动能变化,被传送物体势能的增加。因此,电动机由于传送工件多消耗的电能就包括了工件增加的动能和势能以及摩擦产生的热量。 2.对W F 、Q 的正确理解 (a )传送带做的功:W F =F·S 带 功率P=F× v 带 (F 由传送带受力平衡求得) (b )产生的内能:Q=f·S 相对 (c )如物体无初速,放在水平传送带上,则在整个加速过程中物体获得的动能E K ,因为摩擦而产生的热量Q 有如下关系:E K =Q=2mv 2 1传 。一对滑动摩擦力做的总功等于机械能转化成热能的值。而且这个总功在求法上比一般的相互作用力的总功更有特点,一般的一对相互作用力的功为W =f 相s 相对,而在传送带中一对滑动摩擦力的功W =f 相s ,其中s 为被传送物体的实际路程,因为一对滑动摩擦力做功的情形是力的大小相等,位移不等(恰好相差一倍),并且一个是正功一个是负功,其代数和是负值,这表明机械能向内能转化,转化的量即是两功差值的绝对值。 (六)水平传送带问题的变化类型 设传送带的速度为v 带,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ,两定滑轮之间的距离为L , 物体置于传送带一端的初速度为v 0。 1、v 0=0, v 0物体刚置于传送带上时由于受摩擦力作用,将做a =μg 的加速运动。假定物体从开始置于传送带上一直加速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为v =gL μ2,显然有: v 带<gL μ2 时,物体在传送带上将先加速,后匀速。 v 带 ≥gL μ2时,物体在传送带上将一直加速。 2、 V 0≠ 0,且V 0与V 带同向 (1)V 0< v 带时,同上理可知,物体刚运动到带上时,将做a =μg 的加速运动,假定物体一直加速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为V = gL V μ220+,显然有: V 0< v 带< gL V μ220+ 时,物体在传送带上将先加速后匀速。 v 带 ≥gL V μ220+ 时,物体在传送带上将一直加速。 (2)V 0> v 带时,因V 0> v 带,物体刚运动到传送带时,将做加速度大小为a = μg 的减速运动,假定物体一直减速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为V = gL V μ220- ,显然 v 带 ≤gL V μ220-时,物体在传送带上将一直减速。

高一物理专题传送带问题教案

高一物理专题传送带问 题教案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

动力学问题专题训练:传送带问题(教案)教学目标: 1.理解传送带问题的特点; 2.会分析传送带上物体的受力情况; 3.能运用动力学规律分析和解决传送带问题。 教学重、难点: 1、对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动,判断错误。 2、对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何,等等,这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清; 重、难点突破策略: 1、突破难点1 该难点应属于思维上有难度的知识点,突破方法是灵活运用“力是改变物体运动状态的原因”这个理论依据,对物体的运动性质做出正确分析,判断好物体和传送带的加速度、速度关系,画好草图分析,找准物体和传送带的位移及两者之间的关系。 解决这类题目的方法如下:选取研究对象,对所选研究对象进行隔离处理,就是一个化难为简的好办法。 对轻轻放到运动的传送带上的物体,由于相对传送带向后滑动,受到沿传送带运动方向的滑动摩擦力作用,决定了物体将在传送带所给的滑动摩擦力作用下,做匀加速运动,直到物体达到与皮带相同的速度,不再受摩擦力,而随传送带一起做匀速直线运动。传送带一直做匀速直线运动,要想再把两者结合起来看,则需画一运动过程的位移关系图就可轻松把握。

若传送带是倾斜方向的,情况就更为复杂了,因为在运动方向上,物体要受重力沿斜面的下滑分力作用,该力和物体运动的初速度共同决定相对运动或相对运动趋势方向。 2、突破难点2 在以上两个难点中,第2个难点应属于易错点,突破方法是正确理解摩擦力产生的条件、方向的判断方法、大小的决定因素等等。通过对不同类型题目的分析练习,做到准确灵活地分析摩擦力的有无、大小和方向。 教学方法:学案导学、讨论、交流、“五环节教学法”、讲练结合。 【例1】一水平传送带长度为20m ,以2m /s 的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,到达另一端所需时间为多 少? 练习1.有一传送装置如图所示,水平放置的传送带保持以v =2m/s 的速度向右匀速运动。传送带两端之间的距离L =10m ,现有一物件以向右4m/s 的初速 度从左端滑上传送带,物件与传送带之间的动摩擦因数μ=。求物件从传送带的左端运动到右端所用的时间 (g =10m/s 2)。 解析:s 5.4。因?=m/s 40v v =2m/s ,物件在传送带上做匀减速运动,当速度减小到与传送带速度相同后,随传送带匀速运动。由牛顿第二定律ma F =得 2m/s 2===g m mg a μμ, 减速所经过的位移m 3220 21=--= a v v s ,所用时间V v

高中物理传送带问题知识难点讲解汇总(带答案)

高中物理传送带问题知识难点讲解汇总(带答 案) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

弄死我咯,搞了一个多钟 传送带问题 一、难点形成的原因: 1、对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何,等等,这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清; 2、对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动,判断错误; 3、对于物体在传送带上运动过程中的能量转化情况考虑不全面,出现能量转化不守恒的错误过程。 二、难点突破策略: (1)突破难点1 在以上三个难点中,第1个难点应属于易错点,突破方法是先让学生正确理解摩擦力产生的条件、方向的判断方法、大小的决定因素等等。通过对不同类型题目的分析练习,让学生做到准确灵活地分析摩擦力的有无、大小和方向。 摩擦力的产生条件是:第一,物体间相互接触、挤压;第二,接触面不光滑;第三,物体间有相对运动趋势或相对运动。 前两个产生条件对于学生来说没有困难,第三个条件就比较容易出问题了。若物体是轻轻地放在了匀速运动的传送带上,那么物体一定要和传送带之间产生相对滑动,物体和传送带一定同时受到方向相反的滑动摩擦力。关于物体所受滑动摩擦力的方向判断有两种方法:一是根据滑动摩擦力一定要阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,先判断物体相对传送带的运动方向,可用假设法,若无摩擦,物体将停在原处,则显然物体相对传送带有向后运动的趋势,因此物体要受到沿传送带前进方向的摩擦力,由牛顿第三定律,传送带要受到向后的阻碍它运动的滑动摩擦力;二是根据摩擦力产生的作用效果来分析它的方向,物体只所以能由静止开始向前运动,则一定受到向前的动力作用,这个水平方向上的力只能由传送带提供,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力,传送带必须要由电动机带动才能持续而稳定地工作,电动机给传送带提供动力作用,那么物体给传送带的就是阻力作用,与传送带的运动方向相反。 若物体是静置在传送带上,与传送带一起由静止开始加速,若物体与传送带之间的动摩擦因数较大,加速度相对较小,物体和传送带保持相对静止,它们之间存在着静摩擦力,物体的加速就是静摩擦力作用的结果,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力;若物体与传送带之间的动摩擦因数较小,加速度相对较大,物体和传送带不能保持相对静止,物体将跟不上传送带的运动,但它相对地面仍然是向前加速运动的,它们之间存在着滑动摩擦力,同样物体的加速就是该摩擦力的结果,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力。 若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动,则它们之间无摩擦力,否则物体不可能匀速运动。 若物体以大于传送带的速度沿传送带运动方向滑上传送带,则物体将受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用,直到减速到和传送带有相同的速度、相对传送带静止为止。因此该摩擦力方向一定与物体运动方向相反。 若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动一段时间后,开始减速,因物体速度越来越小,故受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用,方向与物体的运动方向相反,传送带则受到与传送带运动方向相同的摩擦力作用。

高一物理传送带问题归类分析报告

实用文档 送带问题归类分析 文案大全传 传送带是运送货物的一种省力工具,在装卸运输行业中有着广泛的应用,只要稍加留心,在工厂、车站、机场、装卸码头随处可见繁忙运转的传送带.近年来“无论是平时训练还是高考,均频繁地以传送带为题材命题”,体现了理论联系实际,体现了把物理知识应用于日常生活和生产实际当中.本文收集、整理了传送带相关问题,并从两个视角进行分类剖析:一是从传送带问题的考查目标(即:力与运动情况的分析、能量转化情况的分析)来剖析;二是从传送带的形式来剖析. 首先,概括下与传送带有关的知识: (一)传送带分类:(常见的几种传送带模型) 1.按放置方向分水平、倾斜和组合三种; 2.按转向分顺时针、逆时针转两种; 3.按运动状态分匀速、变速两种。 (二)传送带特点:传送带的运动不受滑块的影响,因为滑块的加入,带动传送带的电机要多输出的能量等于滑块机械能的增加量与摩擦生热的和。 (三)受力分析:传送带模型中要注意摩擦力的突变(发生在v物与v带相同的时刻),对于倾斜传送带模型要分析mgsinθ与f的大小与方向。突变有下面三种: 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; (四)运动分析: 1.注意参考系的选择,传送带模型中选择地面为参考系; 2.判断共速以后是与传送带保持相对静止作匀速运动呢?还是继续加速运动? 实用文档 文案大全 3.判断传送带长度——临界之前是否滑出? (五)传送带问题中的功能分析 1.功能关系:W F=△E K+△E P+Q。传送带的能量流向系统产生的内能、被传送的物体的动能变化,被传送物体势能的增加。因此,电动机由于传送工件多消耗的电能就包括

传送带问题(习题)

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

【强烈推荐】传送带问题与功能关系

对于匀速运动的传送带传送初速为零的物体,传送带应提供两方面的能量,一是物体动能的增加,二是物体与传送带间的摩擦所生成的热(即内能),有不少同学容易漏掉内能的转化,因为该知识点具有隐蔽性,往往是漏掉了,也不能在计算过程中很容易地显示出来,尤其是在综合性题目中更容易疏忽。突破方法是引导学生分析有滑动摩擦力做功转化为内能的物理过程,使“只要有滑动摩擦力做功的过程,必有内能转化”的知识点在学生头脑中形成深刻印象。 一个物体以一定初速度滑上一粗糙平面,会慢慢停下来,物体的动能通过物体克服滑动摩擦力做功转化成了内能,当然这个物理过程就是要考查这一个知识点,学生是绝对不会犯错误的。 质量为M的长直平板,停在光滑的水平面上,一质量为m的物体,以初速度v0滑上长板,已知它与板间的动摩擦因数为μ,此后物体将受到滑动摩擦阻力作用而做匀减速运动,长板将受到滑动摩擦动力作用而做匀加速运动,最终二者将达到共同速度。其运动位移的关系如图2—9所示。 图2—9 该过程中,物体所受的滑动摩擦阻力和长板受到滑动摩擦动力是一对作用力和反作用力, W物=—μmg·x物 W板=μmg·x板 很显然x物>x板,滑动摩擦力对物体做的负功多,对长板做的正功少,那么物体动能减少量一定大于长板动能的增加量,二者之差为ΔE=μmg(x物—x板)=μmg·Δx,这就是物体在克服滑动摩擦力做功过程中,转化为内能的部分,也就是说“物体在克服滑动摩擦力做功过程中转化成的内能等于滑动摩擦力与相对滑动路程的乘积。”记住这个结论,一旦遇到有滑动摩擦力存在的能量转化过程就立即想到它。 再来看一下这个最基本的传送带问题: 图2—10 物体轻轻放在传送带上,由于物体的初速度为0,传送带以恒定的速度运动,两者之间有相对滑动,出现滑动摩擦力。作用于物体的摩擦力使物体加速,直到它的速度增大到等于传送带的速度,作用于传送带的摩擦力有使传送带减速的趋势,但由于电动机的作用,保持了传送带的速度不变。尽管作用于物体跟作用于传送带的摩擦力的大小是相等的,但物体与传送带运动的位移是不同的,因为两者之间有滑动。如果物体的速度增大到等于传送带的速度经历的时间为t,则在这段时间内物体运动的位移小于传送带运动的位移。在这段时间内,传送带克服摩擦力做的功大于摩擦力对物体做的功(这功转变为物体的动能),两者之差即为摩擦发的热。所谓传送带克服摩擦力做功,归根到底是电动机在维持传送带速度不变的过程中所提供的。

高中物理难点分类解析滑块与传送带模型问题(经典)

滑块—木板模型 例1 如图1所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B,A、B间的最大静摩擦力为μmg,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。 分析:为防止运动过程中A落后于B(A不受拉力F的直接作用,靠A、B间的静摩擦力加速),A、B一起加速的最大加速度由A决定。解答:物块A能获得的最大加速度为: .∴A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为: . 变式1 例1中若拉力F作用在A上呢?如图2所示。 解答:木板B能获得的最大加速度为: 。∴A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为: . 变式2 在变式1的基础上再改为:B与水平面间的动摩擦因数为

(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力),使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。 解答:木板B能获得的最大加速度为: ,设A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为Fm,则: 解得: 例2 如图3所示,质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒力F,F=8N,当小车速度达到1.5m/s时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小。(g取10m/s2) 解答:物体放上后先加速:a1=μg=2m/s2,此时小车的加速度 为: ,当小车与物体达到共同速度时:v共=a1t1=v0+a2t1,解得:t1=1s ,v共=2m/s,以后物体与小车相对静止: (∵ ,物体不会落后于小车)物体在t=1.5s内通过的位移为:s= a1t12+v共(t-t1)+

a3(t-t1)2=2.1m 练习1 如图4所示,在水平面上静止着两个质量均为m=1kg、长度均为 L=1.5m的木板A和B,A、B间距s=6m,在A的最左端静止着一个质量为M=2kg的小滑块C,A、B与C之间的动摩擦因数为μ1=0.2,A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1。最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。现在对C施加一个水平向右的恒力F=4N,A和C开始运动,经过一段时间A、B相碰,碰后立刻达到共同速度,C瞬间速度不变,但A、B并不粘连,求:经过时间t=10s时A、B、C 的速度分别为多少?(已知重力加速度g=10m/s2) 解答:假设力F作用后A、C一起加速,则: ,而A能获得的最大加速度为: ,∵ ,∴假设成立,在A、C滑行6m的过程中: ,∴v1=2m/s, ,A、B相碰过程,由动量守恒定律可得:mv1=2mv2 ,∴v2=1m/s,此后A、C相对滑动: ,故C匀速运动;

高中物理传送带问题专题

传送带问题 知识特点 传送带上随行物受力复杂,运动情况复杂,功能转换关系复杂。 基本方法 解决传送带问题要特别注重物理过程的分析和理解,关键是分析传送带上随行物时一般以地面为参照系。 1、对物体受力情况进行正确的分析,分清摩擦力的方向、摩擦力的突变。当传送带和随行物相对静止时,两者之间的摩擦力为恒定的静摩擦力或零;当两者由相对运动变为速度相等时,摩擦力往往会发生突变,即由滑动摩擦力变为静摩擦力或变为零,或者滑动摩擦力的方向发生改变。 2、对运动情况进行分析分清物体的运动过程,明确传送带的运转方向。 3、对功能转换关系进行分析,弄清能量的转换关系,明白摩擦力的做功情况,特别是物体与传送带间的相对位移。 一.基础练习 【示例1】一水平传送带长度为20m ,以2m /s 的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为0.1,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,到达另一端所需时间为多少? 解:物体加速度a=μg=1m/s 2,经t 1=v a =2s 与传送带相对静止,所发生的位移 S 1=12 at 12=2m,然后和传送带一起匀速运动经t 2=l-s 1v =9s ,所以共需时间t=t 1+t 2=11s 【讨论】 1、在物体和传送带达到共同速度时物体的位移,传送带的位移,物体和传送带的相对位移 分别是多少?(S 1=12 vt 1=2m ,S 2=vt 1=4m ,Δs=s 2-s 1=2m ) 2、若物体质量m=2Kg ,在物体和传送带达到共同速度的过程中传送带对物体所做的功,因 摩擦而产生的热量分别是多少?(W 1=μmgs 1=12 mv 2=4J ,Q=μmg Δs=4J ) 情景变换一、当传送带不做匀速运动时 【示例2】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。初始时,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,便以此速度做匀速运动。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。 V

传送带问题专题讲解

传送带问题专题讲解 知识特点 传送带上随行物受力复杂,运动情况复杂,功能转换关系复杂。 基本方法 解决传送带问题要特别注重物理过程的分析和理解,关键是分析传送带上随行物时一般以地面为参照系。 1、对物体受力情况进行正确的分析,分清摩擦力的方向、摩擦力的突变。当传送带和随行物相对静止时,两者之间的摩擦力为恒定的静摩擦力或零;当两者由相对运动变为速度相等时,摩擦力往往会发生突变,即由滑动摩擦力变为静摩擦力或变为零,或者滑动摩擦力的方向发生改变。 2、对运动情况进行分析分清物体的运动过程,明确传送带的运转方向。 3、对功能转换关系进行分析,弄清能量的转换关系,明白摩擦力的做功情况,特别是物体与传送带间的相对位移。 一、 基础练习 【示例1】一水平传送带长度为20m ,以2m /s 的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为0.1,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,到达另一端所需时间为多少? 【讨论】 1、在物体和传送带达到共同速度时物体的位移,传送带的位移,物体和传送带的相对位移分别是多少? 2、若物体质量m=2Kg ,在物体和传送带达到共同速度的过程中传送带对物体所做的功,因摩擦而产生的热量分别是多少? 情景变换一、当传送带不做匀速运动时 【示例2】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。初始时,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,便以此速度做匀速运动。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。 情景变换二、当传送带倾斜时 【示例3】如图所示倾斜的传送带以一定的速度逆时针运转,现将一物体轻放在传送带的顶端,此后物体在向下运动的过程中。 ( ) A 物体可能一直向下做匀加速运动,加速度不变 B.物体可能一直向下做匀速直线运动 C.物体可能一直向下做匀加速运动,运动过程中加速度改变 D.物体可能先向下做加速运动,后做匀速运动 V

传送带问题归类分析

传送带问题归类分析 [问题特点]:传送带问题是高中动力学问题中的难点,它是以真实的物理现象为命题情景,涉及牛顿运动定律、运动学规律、动能定理及能量守恒定律,既能训练学生的科学思维,又能联系科学、生产和生活实际,是高考试题中一种比较常见的题型。 一、问题的分类 按传送带放置分水平、倾斜两种;按转动方向分顺时针、逆时针转两种。 二、典例分析 例题1:如图所示,水平传送带以v =5 m/s 的恒定速度运动,传送带长L =7.5 m ,今在 其左端A 将一m =1 kg 的工件轻轻放在上面,工件被带动,传送到右端B ,已知工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,试求:(g =10 m/s 2) (1)工件经多长时间由A 端传送到B 端? (2)此过程中系统产生多少热量? (3)跟不放物体相比,传送带电机多消耗的电能为多少? 受力分析与运动分析: 拓展1:若工件以v 0=7 m/s 的速度滑上传送带,工件由A 端到B 端的时间及系统因摩擦而生的热为多少? 受力分析与运动分析: 拓展2:如图所示,若传送带沿逆时针方向转动,且v =5 m/s ,试分析当工件 以初速度v 0=3 m/s 和v 0=7 m/s 时,工件的运动情况,并求出该过程产生的摩 擦热。 受力分析与运动分析: 归纳总结:

传送带以速度v=10 m/s,沿顺时针方向运动,物体m=1 kg,无初速度地放 置于A端,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,试求: (1)物体由A端运动到B端的时间; (2)系统因摩擦产生的热量。 1、受力分析与运动分析: 2、功能关系分析: 拓展1:若传送带沿逆时针方向以v=10 m/s的速度匀速转动,结果又如何? 受力分析与运动分析: 归纳总结:

高中物理难点分类解析滑块与传送带模型问题(经典)

滑块—木板模型 例1如图1所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B,A、B间的最大静摩擦力为μmg,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。 分析:为防止运动过程中A落后于B(A不受拉力F的直接作用,靠A、B间的静摩擦力加速),A、B 一起加速的最大加速度由A决定。解答:物块A能获得的最大加速度为:.∴A、B 一起加速运动时,拉力F的最大值为:. 变式1例1中若拉力F作用在A上呢如图2所示。解答:木板B能获得的最大加速度为:。∴A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为: . 变式2在变式1的基础上再改为:B与水平面间的动摩擦因数为(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力),使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。 解答:木板B能获得的最大加速度为:,设A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为F m,则: 解得: 《 例2 如图3所示,质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒 力F,F=8N,当小车速度达到1.5m/s时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小。(g 取10m/s2) 解答:物体放上后先加速:a1=μg=2m/s2,此时小车的加速度为:,当小车与物体达到共同速度时:v共=a1t1=v0+a2t1,解得:t1=1s ,v共=2m/s,以后物体与小车相对静止: (∵,物体不会落后于小车)物体在t=1.5s内通过的位移为:s= a1t12+v共(t-t1)+ a3(t-t1)2=2.1m

练习1如图4所示,在水平面上静止着两个质量均为m=1kg、长度均为L=1.5m的木板A和B,A、B 间距s=6m,在A的最左端静止着一个质量为M=2kg的小滑块C,A、B与C之间的动摩擦因数为μ1=0.2,A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1。最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。现在对C施加一个水平向右的恒力F=4N,A和C开始运动,经过一段时间A、B相碰,碰后立刻达到共同速度,C瞬间速度不变,但A、B并不粘连,求:经过时间t=10s时A、B、C的速度分别为多少(已知重力加速度g=10m/s2) 解答:假设力F作用后A、C一起加速,则:,而A能获得的最 大加速度为:,∵,∴假设成立,在A、C滑行6m的过程中:,∴v1=2m/s,,A、B相碰过程,由动量守恒定律可得:mv1=2mv2 ,∴v2=1m/s,此后A、C相对滑动:,故C匀速运动; ,故AB也匀速运动。设经时间t2,C从A右端滑下:v1t2-v2t2=L∴t2=1.5s,然后A、B分离,A减速运动直至停止:a A=μ2g=1m/s2,向 左,,故t=10s时,v A=0.C在B上继 续滑动,且C匀速、B加速:a B=a0=1m/s2,设经时间t4,C.B速度相 等:∴t4=1s。此过程中,C.B的相对位移为:,故C没有从B的右端滑下。然后C.B一起加速,加速度为a1,加速的时间为: ,故t=10s时,A、B、C的速度分别为0,2.5m/s,2.5m/s. $ 练习2如图5所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数 ,取g=10m/s2,试求: (1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端 (2)若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,通过分析和计算后。(解答略)答案如下:(1)t=1s,(2)①当F≤N时,A、B相对静止且对地静止,f2=F;,②当2N6N时,A、B发生相对滑动,N. 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=;木板右端放着一

传送带问题专题讲解

传送带问题专题讲解 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

传送带问题专题讲解 知识特点 传送带上随行物受力复杂,运动情况复杂,功能转换关系复杂。 基本方法 解决传送带问题要特别注重物理过程的分析和理解,关键是分析传送带上随行物时一般以地面为参照系。 1、对物体受力情况进行正确的分析,分清摩擦力的方向、摩擦力的突变。当传送带和随行物相对静止时,两者之间的摩擦力为恒定的静摩擦力或零;当两者由相对运动变为速度相等时,摩擦力往往会发生突变,即由滑动摩擦力变为静摩擦力或变为零,或者滑动摩擦力的方向发生改变。 2、对运动情况进行分析分清物体的运动过程,明确传送带的运转方向。 3、对功能转换关系进行分析,弄清能量的转换关系,明白摩擦力的做功情况,特别是物体与传送带间的相对位移。 一、基础练习 【示例1】一水平传送带长度为20m,以2m/s的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,到 V 达另一端所需时间为多少 【讨论】 1、在物体和传送带达到共同速度时物体的位移,传送带的位移,物体和传送带的相对位移分别是多少

2、若物体质量m=2Kg ,在物体和传送带达到共同速度的过程中传送带对物体所做的功,因摩擦而产生的热量分别是多少 情景变换一、当传送带不做匀速运动时 【示例2】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。初始时,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,便以此速度做匀速运动。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。 情景变换二、当传送带倾斜时 【示例3】如图所示倾斜的传送带以一定的速度逆时针运转,现将一物体轻放在传送带的顶端,此后物体在向下运动的过程中。 ( ) A 物体可能一直向下做匀加速运动,加速度不变 B.物体可能一直向下做匀速直线运动 C.物体可能一直向下做匀加速运动,运动过程中加速度改 变 D.物体可能先向下做加速运动,后做匀速运动 情景变换三、与功和能知识的联系 【示例4】、如图所示,电动机带着绷紧的传送带始终保持v 0=2m/s 的速度运行,传送带与水平面间的夹角为30?,现把一个质量为m=10kg 的工件轻放在传送带上,传送到h=2m 的平台上,已知工件与传送带之间的动摩擦因数为?=3/2 ,除此之外,不计其它损

高中物理传送带问题知识难点讲解汇总(带答案)讲解

弄死我咯,搞了一个多钟 传送带问题 一、难点形成的原因: 1、对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何,等等,这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清; 2、对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动,判断错误; 3、对于物体在传送带上运动过程中的能量转化情况考虑不全面,出现能量转化不守恒的错误过程。 二、难点突破策略: (1)突破难点1 在以上三个难点中,第1个难点应属于易错点,突破方法是先让学生正确理解摩擦力产生的条件、方向的判断方法、大小的决定因素等等。通过对不同类型题目的分析练习,让学生做到准确灵活地分析摩擦力的有无、大小和方向。 摩擦力的产生条件是:第一,物体间相互接触、挤压;第二,接触面不光滑;第三,物体间有相对运动趋势或相对运动。 前两个产生条件对于学生来说没有困难,第三个条件就比较容易出问题了。若物体是轻轻地放在了匀速运动的传送带上,那么物体一定要和传送带之间产生相对滑动,物体和传送带一定同时受到方向相反的滑动摩擦力。关于物体所受滑动摩擦力的方向判断有两种方法:一是根据滑动摩擦力一定要阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,先判断物体相对传送带的运动方向,可用假设法,若无摩擦,物体将停在原处,则显然物体相对传送带有向后运动的趋势,因此物体要受到沿传送带前进方向的摩擦力,由牛顿第三定律,传送带要受到向后的阻碍它运动的滑动摩擦力;二是根据摩擦力产生的作用效果来分析它的方向,物体只所以能由静止开始向前运动,则一定受到向前的动力作用,这个水平方向上的力只能由传送带提供,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力,传送带必须要由电动机带动才能持续而稳定地工作,电动机给传送带提供动力作用,那么物体给传送带的就是阻力作用,与传送带的运动方向相反。 若物体是静置在传送带上,与传送带一起由静止开始加速,若物体与传送带之间的动摩擦因数较大,加速度相对较小,物体和传送带保持相对静止,它们之间存在着静摩擦力,物体的加速就是静摩擦力作用的结果,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力;若物体与传送带之间的动摩擦因数较小,加速度相对较大,物体和传送带不能保持相对静止,物体将跟不上传送带的运动,但它相对地面仍然是向前加速运动的,它们之间存在着滑动摩擦力,同样物体的加速就是该摩擦力的结果,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力。 若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动,则它们之间无摩擦力,否则物体不可能匀速运动。 若物体以大于传送带的速度沿传送带运动方向滑上传送带,则物体将受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用,直到减速到和传送带有相同的速度、相对传送带静止为止。因此该摩擦力方向一定与物体运动方向相反。 若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动一段时间后,开始减速,因物体速度越来越小,故受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用,方向与物体的运动方向相反,传送带则受到与传送带运动方向相同的摩擦力作用。 若传送带是倾斜方向的,情况就更为复杂了,因为在运动方向上,物体要受重力沿斜面的下滑分力作用,该力和物体运动的初速度共同决定相对运动或相对运动趋势方向。 例1:如图2—1所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s的速度逆时针转动,在 传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已 知传送带从A→B的长度L=16m,则物体从A到B需要的时间为多少? 图2—1

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