倾斜传动带分析与总结
传送带模型(解析版)-2024届新课标高中物理模型与方法
2024版新课标高中物理模型与方法传送带模型目录【解决传送带问题的几个关键点】【模型一】水平传动带模型上物体的常见运动【模型二】倾斜传送带模型上物体的常见运动1.倾斜传送带--上传模型2.倾斜传送带--下载【解决传送带问题的几个关键点】Ⅰ、受力分析(1)“带动法”判断摩擦力方向：同向快带慢、反向互相阻；(2)共速要突变的三种可能性：①滑动摩擦力突变为零；②滑动摩擦力突变为静摩擦力；③方向突变。
Ⅱ、运动分析(1)参考系的选择：物体的速度、位移、加速度均以地面为参考系；痕迹指的是物体相对传送带的位移。
(2)判断共速以后一定与传送带保持相对静止作匀速运动吗？(3)判断传送带长度--临界之前是否滑出？Ⅲ、画图画出受力分析图和运动情景图，特别是画好v-t图像辅助解题，注意摩擦力突变对物体运动的影响，注意参考系的选择。
【模型一】水平传动带模型上物体的常见运动项目情景1：轻放情景2：同向情景3：反向图示滑块可能的运动情况(1)可能滑块一直加速；(2)可能滑块先加速后匀速；(1)v0<v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速；(2)v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速．(1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端．(2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端．其中v0>v和v0<v两种情况下滑块回到右端时有何不同？1(2023秋·安徽蚌埠·高三统考期末)如图甲为机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图乙模型，紧绷的传送带以1m/s的恒定速率运行。
旅客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数为0.1，AB间的距离为2m，g取10m/s。
行李从A到B的过程中()A.行李一直受到摩擦力作用，方向先水平向左，再水平向右B.行李到达B处时速率为1m/sC.行李到达B处所需的时间为2.5sD.行李与传送带间的相对位移为2m【答案】BC【详解】AB．由牛顿第二定律得μmg=ma设行李与传送带共速所需的时间为t，则有v=at代入数值得t=1s匀加速运动的位移大小为x=1at2=0.5m<2m2所以行李先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动，故A错误，B正确；CD．匀速运动的时间为t'=L-x=1.5sv行李从A到B的时间为=1s+1.5s=2.5st总传送带在t时间的位移为x'=vt=1m行李与传送带间的相对位移为Δx=x'-x=0.5m故C正确，D错误；故选BC。
(完整版)高中物理传送带模型(解析版)
送带模型1.模型特征(1)水平传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速(2)v0<v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速情景3(1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端(2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端。
其中v0>v返回时速度为v，当v0<v返回时速度为v0(2)倾斜传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能先以a1加速后以a2加速情景3(1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先加速后匀速(4)可能先减速后匀速(5)可能先以a1加速后以a2加速(6)可能一直减速情景4(1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先减速后反向加速(4)可能一直减速2. 注意事项（1）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（2）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。
（3） 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。
【典例1】如图所示，传送带的水平部分长为L ，运动速率恒为v ，在其左端无初速放上木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左到右的运动时间可能是( )A.L v ＋v 2μgB.L vC.2L μgD.2L v【答案】 ACD【典例2】如图所示，倾角为37°，长为l ＝16 m 的传送带，转动速度为v ＝10 m/s ，动摩擦因数μ＝0.5，在传送带顶端A 处无初速度地释放一个质量为m ＝0.5 kg 的物体．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2.求：(1)传送带顺时针转动时，物体从顶端A 滑到底端B 的时间； (2)传送带逆时针转动时，物体从顶端A 滑到底端B 的时间． 【答案】 (1)4 s (2)2 s【典例3】如图所示，与水平面成θ＝30°的传送带正以v ＝3 m/s 的速度匀速运行，A 、B 两端相距l ＝13.5 m 。
传动轴倾斜角度与传动效率
传动轴倾斜角度与传动效率
传动轴的倾斜角度确实会对传动效率生影响。
如果传动轴的倾斜角度过大，可能会导致传动轴的穹曲和非正常载荷，增加传动系统的摩擦和能量损失。
从而降低传动效率。
此外，倾斜的传动轴还可能引起不平衡和震动。
进一步降低传动效率。
然而。
在某些情况下，特定的倾斜角度反而可以提高传动效率。
例如，在某些发动机布局中，为了使发动机与传动系统更好地协调配合，会特意设置一个纵向倾角。
这样可以尽可能地保证传动轴、驱动桥等部件在一条直线上，从而提高传动效率。
总的来说，对于具体的传动系统，需要结合实际情况和设计目标来确定最佳的倾斜角度，以达到最佳的传动效率。
传送带类分水平、倾斜两种：按转向分顺时针、逆时针转两种。
传送带类分水平、倾斜两种：按转向分顺时针、 逆时针转两种。
2．传送带问题解题策略
（1）受力分析和运动分析是解题的基础。
首先根据初始条件比较 物体对地的速度v物与v传 的大小与方向，明确物体受到的摩擦力的种类及其规 律，然后分析出物体受的合外力和加速度大小和方向， 再结合物体的初速度确定物体的运动性质。
1、受力情况： 2、运动情况：
FN m Af
G
v
B
①皮带足够长：
L
先匀加速再匀速
②皮带长度一定：
可能一直匀加速，也有可能先加速后匀速。
思考：如果摩擦因数和皮带的长度一定，要使物体 尽快的由A端运动到B端要想什么办法？
可以提高皮带的速度，使得物体一直做匀加速运动。
例2. 如图,传送带与水平地面倾角θ=37º，从A端到B端的距离 L=16m，传送带以v=10m/s的速率逆时针转 动,在传送带的上端A无初速度地放一个质量 为0.5kg的小物体，若已知该物体与传送带 之间的动摩擦因数μ=0.5，求小物体从A端 运动到B端所需的时间是多少？ （ g取10m/s2 sin370=0.6 ）
解：过程一．物体放在传送带后，受到滑动摩擦力的方向沿斜面 向下，物体沿传送带向下做初速度为零的匀加速运动
mgsin 370 mgcos370 ma1 a1 g(sin370 cos370) 10m / s2
物体加速到与传送带速度相等所用的时间
370
mg
v t1 a1 1s
物体在t1时间内的位移 s
③摩擦力可以是动力，也可以是阻力．
发散思维：若传送带顺时针转动，小物体从A端运动到B端所 需的时间是多少？
解：物体放在传送带后，受到滑动摩擦力的方向沿斜面向上， 由于μ＜tanθ，物体沿传送带向下做初速度为零的匀加速运 动．滑动摩擦力的方向不变，此加速运动一直到B端
传送带的受力分析
传送带的受力分析集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-传送带是应用广泛的一种传动装置，以其为素材的问题以真实物理现象为依据，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，是很好的能力考查型试题，这类试题大都具有物理情景模糊、条件隐蔽、过程复杂等特点，是历年高考考查的热点，也是广大考生的难点。
现通过将传送带问题归类赏析，从而阐述解决这类问题的基本方法，找出解决这类问题的关键，揭示这类问题的实质。
一、依托传送带的受力分析问题例1如图1所示，一质量为的货物放在倾角为的传送带一起向上或向下做加速运动。
设加速度为，试求两种情形下货物所受的摩擦力。
解析：物体向上加速运动时，由于沿斜面向下有重力的分力，所以要使物体随传送带向上加速运动，传送带对货物的摩擦力必定沿传送带向上。
物体随传送带向下加速运动时，摩擦力的方向要视加速度的大小而定，当加速度为某一合适值时，重力沿斜面向下的分力恰好提供了所需的合外力，则摩擦力这零；当加速度大于这一值时，摩擦力应沿传送带向下；当加速度小于这一值时，摩擦力应沿传送带向上。
当物体随传送带向上加速运动时，由牛顿第二定律得：所以，方向沿斜面向上。
物体随传送带向下加速运动时，设沿传送带向上，由牛顿第二定律得：所以。
当时，，与所设方向相同，即沿斜面向上。
当时，，即货物与传送带间无摩擦力作用。
当时，，与所设方向相反，即沿斜面向下。
小结：当传送带上物体所受摩擦力方向不明确时，可先假设摩擦力向某一方向，然后应用牛顿第二定律导出表达式，再结合具体情况进行讨论．二、依托传送带的相对运动问题例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。
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开始运动，当其速度达到后，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。
带式输送机胶带跑偏原因及力学分析
带式输送机是物料系统的主要设备，它的安全稳定运行直接影响到整个生产线的原料供应。
而胶带的跑偏是带式输送机的最常见故障，对其及时准确的处理是其安全稳定运行的保障。
输送机跑偏的现象和原因很多，要根据不同的跑偏现象和原因采取不同的调整方法，才能有效地解决问题。
造成输送带跑偏的因素很多，有设备安装质量问题（如机身、桁架等结构歪斜不直），有输送带质量问题，输送带接头与中心不垂直，输送带边呈S型，转载点处落料位置不在输送带中心等等，这些问题可以造成输送带跑偏，因此应在空转运行时对其调整。
昱音机械根据多年的现场实践，从用户的角度出发，利用力学原理分析与说明此类故障的原因及处理方法。
一、承载托辊组安装位置与输送机中心线的垂直度误差较大，导致胶带在承载段向一侧跑偏。
皮带向前运行时给托辊一个向前的牵引力Fq，这个牵引力分解为使托辊支架的固定托辊是无法轴向窜动的，它必然就会对皮带产生一个反作用力Fy，它使皮带向另一侧移动，从而导致了跑偏。
搞清楚承载托辊组安装偏斜时的受力情况，就不难理解皮带的跑偏的原因了，调整的方法也就更加明了了，第一种方法就是在制造时托辊组两侧安装孔都加工成长孔，以便进行调整。
具体调整方法见图1，具体方法是皮带偏向哪一侧，托辊组的哪一侧朝皮带前进方向前移，或另外一侧后移。
如图2所示皮带向上方向跑偏则托辊组的下位处应当向左移动，托辊组的上位处向右移动。
第二种方法是安装调心托辊，调心托辊组主要应用有中间转轴式，其原理是采用阻挡或托辊在水平面方向转动阻挡或产生横向推力使皮带自动向心达到调整皮带跑偏的目的，其受力情况和承载托辊组偏斜受力情况相同。
一般在皮带输送机的总长度较短时或皮带输送机双向运行时采用此方法比较合理，原理是较短皮带输送机题名容易跑偏并且不容易调整。
2、头部驱动滚筒或尾部改向滚筒的轴线与输送机中心线不垂直，造成皮带在头部滚筒或尾部滚筒处跑偏。
如下图2所示，滚筒偏斜时，皮带在滚筒两侧的松紧度不一致，沿宽度方向上所受的牵引力Fq也不一致，成递增或递减趋势，这样就会使得皮带附加一个向递减方向的移动力Fy，导致皮带向松侧跑偏，即所谓的“跑松不跑紧”。
斜交伞齿轮参数-概述说明以及解释
斜交伞齿轮参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述斜交伞齿轮是一种重要的传动元件，其特点是具有斜交传动和伞齿轮的特性，能够有效传递动力并改变传动方向。
在工程领域中具有广泛的应用，包括机械设备、汽车、航空航天等领域。
本文将从斜交伞齿轮的定义、优点和应用等方面进行深入探讨，旨在帮助读者更加全面地了解斜交伞齿轮的特性和作用。
通过本文的阅读，读者将能够对斜交伞齿轮有一个全面而深入的认识。
1.2 文章结构:本文主要分为三个部分，包括引言、正文和结论。
在引言部分，我们将介绍斜交伞齿轮的概述，解释文章的结构以及明确本文的目的。
在正文部分，我们将详细讨论斜交伞齿轮的定义、优点和应用。
最后，在结论部分，我们将总结斜交伞齿轮的重要性，展望其未来发展，并得出结论。
整个文章结构清晰明了，希望可以帮助读者更好地了解斜交伞齿轮的相关知识。
1.3 目的:本文旨在深入探讨斜交伞齿轮的参数设计与特性，通过对斜交伞齿轮的定义、优点和应用进行分析，希望可以帮助读者更好地了解斜交伞齿轮在工程应用中的重要性和价值。
同时，通过总结斜交伞齿轮的重要性和展望其未来发展，可以为相关领域的研究提供参考和指导。
最终目的是促进斜交伞齿轮技术的进步与应用，推动工程领域的发展和创新。
2.正文2.1 斜交伞齿轮的定义斜交伞齿轮是一种特殊的齿轮传动机构，也被称为螺旋伞齿轮。
它是由斜交的齿轮轴线和旋转的螺旋齿轮面构成的。
斜交伞齿轮的主要特点是齿面呈螺旋形，同时还有一个倾斜的角度。
这种设计可以有效地减小齿轮在传动时的冲击和噪音，提高齿轮的传动效率和稳定性。
斜交伞齿轮通常用于需要高精度和高密度传动的场合，如工程机械、汽车变速箱、船舶和飞机等领域。
由于其设计特点，斜交伞齿轮可以承受更大的载荷，具有较高的传动效率和更平稳的传动性能，因此在工程实践中得到广泛应用。
总的来说，斜交伞齿轮的定义包括其结构特点和应用领域，它是一种重要的传动元件，具有独特的优势和价值。
在工程设计和制造中，对斜交伞齿轮的参数进行适当选择和优化，可以提高传动系统的性能和可靠性。
斜齿圆柱齿轮传动受力分析
取决于齿轮的回转方 向和轮齿的螺旋方向。
用“主动轮左、右手定则”判断
例题分析
.
❖讨论：
Fa =Ft ta n
1、斜齿轮轴向力Fa与tanβ成正比。
由于β↑→平稳性好，但β↑→Ｆa↑→轴承 要求高
β= 8°～20° 2、采用人字齿轮可 消除轴向力。
β= 15°～40°
左旋
右旋
.
=
Ft tann cos
Fa = Ft tan
Fn
=
cos
Ft
n cos
2、主、从动轮受力关系 ❖作用于主、从动轮上的各对力大小相等、方向相反。 即：
Ft1= - Ft2 Fr1= - Fr2 Fa1= - Fa2
.
3、各力方向
❖圆周力Ft的方向： 在主动轮上与转动方向
相反，在从动轮上与转向 相同。 ❖径向力Fr的方向：
§11-8 斜齿圆柱齿轮传动
斜齿轮啮合特点 — 轮齿呈螺旋形；啮合时接触线倾斜
条件：标准齿轮并忽略摩擦力 β—螺旋角 αn—法面压力角
αt—端面压力角
分析：在斜齿轮传动中，作用于齿面 上的法向载荷 Fn仍垂直于齿面。如右 下图所示，作用于主动轮上的Fn位于 法面Pabc内，与节圆柱的切面Pa'ae 倾斜一法向啮合角αn。将Fn分解为径 向分力Fr和法向分力F',再将F'分解为圆 周三个力互Ft和相轴垂向直力的F空a 间。分法力向。力F.n分解为
.
主动轮左、右手螺旋定则
主动轮为右旋，握紧右 手，四指弯曲方向表示主动 轮的回转方向，拇指的指向 即为作用在主动轮上轴向力 Fa的方向；主动轮为左旋时， 则应以左手用同样的方法来 判断。 ❖★ 不能用在从动轮上
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倾斜传送带总结
从例1-例3，属于传送带向下传送物体，传送带逆时针转动，在传送带上端轻放一物体。
这种例子物体一般有两个阶段的运动。
第一阶段：物体的初速度为0，当物体速度小于传送带速度时，相对于传送带向上运动，受到的摩擦力沿传送带向下，为滑动摩擦力。
物体做匀加速直线运动，加速度为a mg sin mg cos θμθ=+，直到物体的速度和传送带速度相同。
第二阶段：这个阶段运动由重力的沿传送带方向的分力（下滑力）mg sin θ和摩檫力mg cos μθ共同决定。
下滑力和摩擦力的关系 加速度 运动形式
摩擦力大小方向 mg sin mg cos θμθ> a mg sin mg cos θμθ=- f mg cos μθ= 向下加速 摩擦力沿斜
面向上，为滑
动摩擦力
mg sin mg cos θμθ<= 0a = f mg sin θ= 匀速直线，和传送带同速
摩擦力沿斜
面向上，为静
摩擦力 例1中的物体，第一阶段为沿斜面向下匀加速，第二阶段为依然加速向下，但加速度减小；例2中的物体，第一阶段为沿斜面向下匀加速，第二阶段为匀速运动；例3中的物体，
第一阶段为沿斜面向下匀加速，没有第二阶段，斜面过短，物体的速度还没加速到传送带的速度。
例4为痕迹类题，需要考虑物体相对传送带的运动，第一阶段为沿斜面向下匀加速，
第二阶段为依然加速向下，但加速度减小；第一阶段，由于物体速度小于传送带速度，物体相对传送带向上运动，第二阶段，物体速度大于传送带速度，物体相对传送带向下运动，痕迹有重叠。
例1：如图1-1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：当皮带的上表面以10m/s 速度向下运行时，刚放上的物
体相对皮带有向上的相对速度，物体所受滑动摩擦方向沿斜坡向
下（如图1-2所示）。
该阶段物体对地加速度 10cos sin 1=+=m
mg mg a θμθm/s 2
方向沿斜坡向下
图1-2
图1-1
物体赶上皮带对地速度需时间111==
a v t s 在时间内物体沿斜面对地位移52
12111==t a s m 当物体速度超过皮带运行速度时物体所受滑动摩擦力沿斜面向上，物体对地加速度
2cos sin 2=-=m
mg mg a θμθm/s 2 设物体以2 m/s 2加速度运行剩下的11m 位移需时间t 2，则
222222
1t a vt s += 代入数据解得t 2=1s (t 2′=-11s 舍去)
所需总时间t =t 1+t 2=2s
【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。
例2：如图2—2所示，传送带与地面成夹角θ=30°，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=0.6，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？
例3：如图1—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=5m ，则物体从A 到B 需要的时间为多少？
例4：如图1—1所示，传送带与地面成夹角θ=37°，以2m/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=3.2m ，物体在传送带上划过时可以留下白色印记，求物体从下端离开时，在传送带上留下印记的长度为多少？
例5，属于传送带向上传送物体，传送带顺时针转动，在传送带上端轻放一物体。
开始时物体的速度为0，物体相对传送带向下运动，所受摩擦力向上，这时重力的沿传送带方向的分力（下滑力）mg sin θ必须小于摩檫力mg cos μθ，物体才可以向上运动，这种例子物体一般有两个阶段的运动。
第一阶段：物体的初速度为0，当物体速度小于传送带速度时，
相对于传送带向下运动，受到的摩擦力沿传送带向上，为滑动摩擦
力。
物体做匀加速直线运动，加速度为-a mg cos mg sin μθθ=，直到物体的速度和传送带速度相同。
第二阶段：这个阶段运动由重力的沿传送带方向的分力（下滑力）mg sin θ小于摩檫力mg cos μθ，物体所受的摩擦力变为静摩擦力，摩擦力向上，物体匀速运动，相对于传送带静止。
当传送带过短时，可能没有第二个阶段。
例题5：如图1—3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？。