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文檔簡介

1、 傳送帶問題專題講解知識特點傳送帶上隨行物受力復雜,運動情況復雜,功能轉(zhuǎn)換關系復雜?;痉椒ń鉀Q傳送帶問題要特別注重物理過程的分析和理解,關鍵是分析傳送帶上隨行物時一般以地面為參照系。1、對物體受力情況進行正確的分析,分清摩擦力的方向、摩擦力的突變。當傳送帶和隨行物相對靜止時,兩者之間的摩擦力為恒定的靜摩擦力或零;當兩者由相對運動變?yōu)樗俣认嗟葧r,摩擦力往往會發(fā)生突變,即由滑動摩擦力變?yōu)殪o摩擦力或變?yōu)榱?,或者滑動摩擦力的方向發(fā)生改變。2、對運動情況進行分析分清物體的運動過程,明確傳送帶的運轉(zhuǎn)方向。3、對功能轉(zhuǎn)換關系進行分析,弄清能量的轉(zhuǎn)換關系,明白摩擦力的做功情況,特別是物體與傳送帶間的相對位移

2、。一、 基礎練習V【示例1】一水平傳送帶長度為20m,以2ms的速度做勻速運動,已知某物體與傳送帶間動摩擦因數(shù)為0.1,則從把該物體由靜止放到傳送帶的一端開始,到達另一端所需時間為多少?【討論】1、在物體和傳送帶達到共同速度時物體的位移,傳送帶的位移,物體和傳送帶的相對位移分別是多少?2、若物體質(zhì)量m=2Kg,在物體和傳送帶達到共同速度的過程中傳送帶對物體所做的功,因摩擦而產(chǎn)生的熱量分別是多少?情景變換一、當傳送帶不做勻速運動時【示例2】一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊(可視為質(zhì)點),煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為。初始時,傳送帶與煤塊都是靜止的。現(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運動,當其速度

3、達到v0后,便以此速度做勻速運動。經(jīng)過一段時間,煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后,煤塊相對于傳送帶不再滑動。求此黑色痕跡的長度。情景變換二、當傳送帶傾斜時【示例3】如圖所示傾斜的傳送帶以一定的速度逆時針運轉(zhuǎn),現(xiàn)將一物體輕放在傳送帶的頂端,此后物體在向下運動的過程中。 ( )vA物體可能一直向下做勻加速運動,加速度不變B.物體可能一直向下做勻速直線運動C.物體可能一直向下做勻加速運動,運動過程中加速度改變D.物體可能先向下做加速運動,后做勻速運動情景變換三、與功和能知識的聯(lián)系【示例4】mh30°v0、如圖所示,電動機帶著繃緊的傳送帶始終保持v0=2m/s的速度運行,傳送帶與水平面間的

4、夾角為30°,現(xiàn)把一個質(zhì)量為m=10kg的工件輕放在傳送帶上,傳送到h=2m的平臺上,已知工件與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為m=/2,除此之外,不計其它損耗。則在皮帶傳送工件的過程中,產(chǎn)生內(nèi)能及電動機消耗的電能各是多少?(g=10m/s2)情景變換四、與動量知識的聯(lián)系【示例5】、如圖所示,水平傳送帶AB足夠長,質(zhì)量為M1kg的木塊隨傳送帶一起以v12m/s的速度向左勻速運動(傳送帶的速度恒定),木塊與傳送帶的摩擦因數(shù),當木塊運動到最左端A點時,一顆質(zhì)量為m20g的子彈,以v0300m/s的水平向右的速度,正對射入木塊并穿出,穿出速度v50m/s,設子彈射穿木塊的時間極短,(g取10m/s

5、2)求:MABV0v1 (1)木塊遭射擊后遠離A的最大距離; (2)木塊遭擊后在傳送帶上向左運動所經(jīng)歷的時間。 二、鞏固練習1、水平傳輸裝置如圖所示,在載物臺左端給物塊一個初速度。當它通過如圖方向轉(zhuǎn)動的傳輸帶所用時間t1。當皮帶輪改為與圖示相反的方向傳輸時,通過傳輸帶的時間為t2。當皮帶輪不轉(zhuǎn)動時,通過傳輸帶的時間為t3,下列說法中正確的是:( )At1一定小于t2;Bt2> t3> t1;C可能有t3t2t1;D一定有t1t2< t3。QhLHP2、質(zhì)量為m的物體從離傳送帶高為H處沿光滑圓弧軌道下滑,水平進入長為L的靜止的傳送帶落在水平地面的Q點,已知物體與傳送帶間的動摩擦

6、因數(shù)為,則當傳送帶轉(zhuǎn)動時,物體仍以上述方式滑下,將落在Q點的左邊還是右邊? 3、如圖21所示,傳送帶與地面成夾角=37°,以10m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動,在傳送帶上端輕輕地放一個質(zhì)量m=0.5的物體,它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.5,已知傳送帶從AB的長度L=16m,則物體從A到B需要的時間為多少?圖214、如圖24所示,傳送帶與地面成夾角=37°,以10m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動,在傳送帶下端輕輕地放一個質(zhì)量m=0.5的物體,它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.9,已知傳送帶從AB的長度L=50m,則物體從A到B需要的時間為多少?圖2195、如圖219所示,靜止的傳送帶上有一木塊正在

7、勻速下滑,當傳送帶突然向下開動時,木塊滑到底部所需時間t與傳送帶始終靜止不動所需時間t0相比是( )t0 t0t0 、兩種情況都有可能6、將一粉筆頭輕放在2m/s的恒定速度運動的水平傳送帶上后,傳送帶上留下一條長為4m的劃線;若使該傳送帶做勻減速運動(加速度為1.5m/s2)并且在傳送帶上做勻減速的同時,將另一個粉筆頭放在傳送帶上,該粉筆頭在傳送帶上留下多長劃痕?(g取10m/s2)圖2137、如圖213所示,傾角為37º的傳送帶以4m/s的速度沿圖示方向勻速運動。已知傳送帶的上、下兩端間的距離為L=7m。現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.4kg的小木塊放到傳送帶的頂端,使它從靜止開始沿傳送帶下滑,

8、已知木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為=0.25,取g=10m/s2。求木塊滑到底的過程中,摩擦力對木塊做的功以及生的熱各是多少?8、如圖220所示,足夠長水平傳送帶以2m/s的速度勻速運行。現(xiàn)將一質(zhì)量為2kg的物體輕放在傳送帶上,物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.2。若不計電動機自身消耗,則將物體傳送的過程中 ( )圖220A摩擦力對物體做的功為4J B摩擦力對物體做的功為4JC電動機做的功為8J D電動機做功的功率為8W9、圖14為倉庫中常用的皮帶傳輸裝置示意圖,它由兩臺皮帶傳送機組成,一臺水平傳送,A,B兩端相距3m,另一臺傾斜,傳送帶與地面的傾角,C, D兩端相距4. 45m,B, C相距很近

9、。水平傳送以5m/s的速度沿順時針方向轉(zhuǎn)動,現(xiàn)將質(zhì)量為10kg的一袋大米無初速度地放在A段,它隨傳送帶到達B端后,速度大小不變地傳到傾斜送帶的C點,米袋與兩傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為0. 5,g取10m/s2,sin37=0. 6,cos37=0. 8 (1)若CD部分傳送帶不運轉(zhuǎn),求米袋沿傳送帶在CD上所能上升的最大距離; (2)若傾斜部分CD以4ms的速率順時針方向轉(zhuǎn)動,求米袋從C運動到D所用的時間。10、如圖所示為車站使用的水平傳送帶的模型,它的水平傳送帶的長度為L8m,傳送帶的皮帶輪的半徑均為R0.2m,傳送帶的上部距地面的高度為h0.45m,現(xiàn)有一個旅行包(視為質(zhì)點)以v010m/s的

10、初速度水平地滑上水平傳送帶已知旅行包與皮帶之間的動摩擦因數(shù)為0.6g取10m/s2試討論下列問題:(1)若傳送帶靜止,旅行包滑到B端時,人若沒有及時取下,旅行包將從B端滑落則包的落地點距B端的水平距離為多少?(2)設皮帶輪順時針勻速轉(zhuǎn)動,并設水平傳送帶長度仍為8m,旅行包滑上傳送帶的初速度恒為10m/s當皮帶輪的角速度值在什么范圍內(nèi),旅行包落地點距B端的水平距離始終為(1)中所求的水平距離?若皮帶輪的角速度1=40 rad/s,旅行包落地點距B端的水平距離又是多少?(3)設皮帶輪以不同的角速度順時針勻速轉(zhuǎn)動,畫出旅行包落地點距B端的水平距離s 隨皮帶輪的角速度變化的圖象參考答案【示例1】解:物

11、體加速度a=g=1m/s2,經(jīng)t1=2s與傳送帶相對靜止,所發(fā)生的位移S1=at12=2m,然后和傳送帶一起勻速運動經(jīng)t2=9s,所以共需時間t=t1+t2=11s【討論】1、S1=vt1=2m,S2=vt1=4m,s=s2-s1=2m【討論】2、W1=mgs1=mv2=4J,Q=mgs=4J【示例2】【解析】方法一: 根據(jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知,煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對滑動,煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0。根據(jù)牛頓運動定律,可得 設經(jīng)歷時間t,傳送帶由靜止開始加速到速度等于v0,煤塊則由靜止加速到v,有 由于a<a0,故v<v0,煤塊繼續(xù)受到滑動摩擦力的作用。再經(jīng)過時

12、間t',煤塊的速度由v增加到v0,有 此后,煤塊與傳送帶運動速度相同,相對于傳送帶不再滑動,不再產(chǎn)生新的痕跡。設在煤塊的速度從0增加到v0的整個過程中,傳送帶和煤塊移動的距離分別為s0和s,有 傳送帶上留下的黑色痕跡的長度 由以上各式得 【小結】本方法的思路是整體分析兩物體的運動情況,分別對兩個物體的全過程求位移。方法二:第一階段:傳送帶由靜止開始加速到速度v0,設經(jīng)歷時間為t,煤塊加速到v,有v v 傳送帶和煤塊的位移分別為s1和s2, 第二階段:煤塊繼續(xù)加速到v0,設經(jīng)歷時間為,有 v 傳送帶和煤塊的位移分別為s3和s4 ,有 傳送帶上留下的黑色痕跡的長度 由以上各式得 【小結】本

13、方法的思路是分兩段分析兩物體的運動情況,分別對兩個物體的兩個階段求位移,最后再找相對位移關系。方法三:傳送帶加速到v0 ,有 傳送帶相對煤塊的速度 傳送帶加速過程中,傳送帶相對煤塊的位移【相對初速度為零,相對加速度是】傳送帶勻速過程中,傳送帶相對煤塊的位移【相對初速度為t,相對加速度是】整個過程中傳送帶相對煤塊的位移即痕跡長度 由以上各式得 Ot2t11tv0v圖26【小結】本方法的思路是用相對速度和相對加速度求解。關鍵是先選定好過程,然后對過程進行分析,找準相對初末速度、相對加速度。 方法四:用圖象法求解畫出傳送帶和煤塊的Vt圖象,如圖26所示。其中,黑色痕跡的長度即為陰影部分三角形的面積,

14、有:【示例3】ACD【示例4】解:工件加速上升時加速度a=gcos-gsin=2.5m/s2經(jīng)t=0.8s與傳送帶共速,上升的位移s1=at2=0.8m 傳送帶位移s2=v0t=1.6m 相對位移s= s2- s1=0.8m,所以產(chǎn)生的內(nèi)能Q=mgcoss=60J電動機耗能E=Q+mv2+mgh=280J【示例5】解.(1)設木塊遭擊后的速度瞬間變?yōu)閂,以水平向右為正方向,根據(jù)動量守恒定律得 則,代入數(shù)據(jù)解得,方向向右。 木塊遭擊后沿傳送帶向右勻減速滑動,其受力如圖所示。 摩擦力 設木塊遠離A點的最大距離為S,此時木塊的末速度為0, 根據(jù)動能定理得 則 (2)研究木塊在傳送帶上向左運動的情況。

15、設木塊向左加速到時的位移為S1。 由動能定理得 ,則 由此可知,遭擊木塊在傳送帶上向左的運動過程分兩個階段:先向左加速運動一段時間,再勻速運動一段時間。 由動量定理得 則 , 所求時間 二、鞏固練習1、C 2、當傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時,物體仍落在Q點;當傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時:當傳送帶的速度 時,物體將落在Q的左邊;當傳送帶的速度時,物體將落在Q的右邊 3、【解析】物體放上傳送帶以后,開始一段時間,其運動加速度。這樣的加速度只能維持到物體的速度達到10m/s為止,其對應的時間和位移分別為: 16m以后物體受到的摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛏希浼铀俣却笮椋ㄒ驗閙gsinmgcos)。設物體完成剩余的位移所用

16、的時間為,則, 11m= 解得:所以:?!究偨Y】該題目的關鍵就是要分析好各階段物體所受摩擦力的大小和方向,若0.75,第二階段物體將和傳送帶相對靜止一起向下勻速運動;若L5m,物體將一直加速運動。因此,在解答此類題目的過程中,對這些可能出現(xiàn)兩種結果的特殊過程都要進行判斷。4、【解析】物體放上傳送帶以后,開始一段時間,其運動加速度。這樣的加速度只能維持到物體的速度達到10m/s為止,其對應的時間和位移分別為: 16m以后物體受到的摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛏?,其加速度大小為零(因mgsinmgcos)。設物體完成剩余的位移所用的時間為,則,16m5.91m= 解得:所以:?!究偨Y】該題目的關鍵就是要分

17、析好各階段物體所受摩擦力的大小和方向,tan=,第二階段物體將和傳送帶相對靜止一起向下勻速運動。5、A;6、解:粉筆頭放到傳送帶上后,它與傳送帶間存在相對運動,將 受到傳送帶對它的摩擦力作用,從而做勻加速運動,直至其速度達到與傳送帶相同。傳送帶勻速運動時,如右圖22所示:上線為傳送帶的速度圖線,下線為粉筆頭的速度圖線,所以三角形陰影即為兩者的相對位移,亦即粉筆頭的畫線長度。圖23由圖可知: 代入數(shù)值可解得:所以由速度公式V0=at可得:a=0.5m/s2傳送帶做勻減速運動時,仍做出速度圖線如圖23所示:三角形陰影表示二者的相對位移。粉筆頭做勻加速運動, 直到某時刻其速度增大到與傳送帶減小的速度

18、相等,此后它們一起運動。由速度公式,對傳送帶:對粉筆頭: 由上兩式可解得:t=1s。所以三角形陰影的面積為:。所以此時粉筆頭畫線的長度為1m。7、【解析】剛開始時,合力的大小為 F合1mgsin37ºmgcos37º,由牛頓第二定律,加速度大小 a18m/s2,該過程所用時間 t10.5s,位移大小 s11m。 二者速度大小相同后,合力的大小為 F合2mgsin37ºmgcos37º,加速度大小 a24m/s2,位移大小 s2 L-s1 6m,所用時間 s2 v0t2 得: t21s。(另一個解t23s舍去) 摩擦力所做的功 Wmgcos37º·(s1-s2) 4.0J, 全過程中生的熱 Qf·s相對mgcos37º·【(v0t1-s1)+(s2-v0t2)】0.8N×3m2.4J。 【總結】該題目的關鍵在于分析清楚物理過程,分成兩段處理,正確分析物體受力情況,求出物體和傳送帶的位移,以及物體和傳送帶間的相對位移。8、ACD9、【解析】(1)米袋在AB上加速時的加速度米袋的速度達到=5ms時,滑行的距離,因此米加速一段后與傳送帶一起勻速運動到達B點,到達C點時速度v0=5ms,設米袋在CD上運動的加速度大小為a,由牛頓第二定律得 代人數(shù)據(jù)得a

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