高中物理传送带问题探讨

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高考物理谈谈对传送带两类问题的探讨

高考物理谈谈对传送带两类问题的探讨

谈谈对传送带两类问题的探讨“皮带传送带”类型的综合问题,它考查了学生分析物理过程及应用物理规律解答物理问题的能力,同时皮带传送带的力学问题和能量问题也是高中生普遍感到头疼的问题,下面我们就传送带有关情形结合典型的六道例题逐一展开讨论:一、 传送带上的力与运动问题例1:如图的传送带A 、B 两轮相距10m ,传送带以V=2m/s 的速度匀速运动,现将一小物体无初速放在A 轮处,经6s 运动到B 轮;现若要求物体用最短的时间到B 轮处,求传送带的最小速度。

解:对于静止的物体放在水平运动的传送带上,受力如图,物体一般会经历一个先加速后匀速的过程,达到共同速度后摩擦力为零,以后两者相对静止,一起匀速运动。

若传送带速度较大或传送带长度较短,物体可能只会出现一直加速的情况。

设物体由静止作匀加速的时间为t 1,匀速运动的时间为t 2,加速运动的加速度为a,则:21at 12+ Vt 2=10 (1) tat 1=V (2)t 1 + t 2=6 (3)(1)、(2)、(3)联立的a=1m/s 2若要求物体运动的时间最短,则要求物体一直持续的加速,即要求物体与传送带要一直存在相对运动,故传送带的最小速度就是物体持续加速 的末速V BV B 2 = 2as 得: V B = 25 m/s此问题的分析若用速度时间图象围成的几何图形的面积表示传送带的长度将更形象直观,t 3最短。

例2:如图倾角为α=370的倾斜传送带以V= 4m/s 的速度匀速转动,AB 两轮相距为7m ,一小质点物体在A 处轻轻放到传送带上,设物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.25,求以下情况物体滑到B 处的时间(1)传送带逆时针转动(2)传送带顺时针转动.( g=10m/s 2)解:此问题为倾斜的传送带上的力学问题,物体的运动与受力情况一般较复杂,摩擦力可能会反向。

(1)若传送带逆时针转动,物体开始受力如图:若mgsin α>μmgcos α 则物体下滑若mgsin α<μmgcos α 则物体上滑若mgsin α=μmgcos α 则物体不动在本题中因mgsin370 >μmgcos370 故物体下滑且s =21at 2 得 t = 5.3s = 1.9s (2)若传送带顺时针转动,物体开始受力如图,物体受到的滑动摩擦力沿传送带向下,向下加速运动,当物体的速度与传送带的速度相等时,由于mgsin α>μmgcos α,即摩擦力反向后任继续向下加速,但由于摩擦力反向导致加速度的大小发生了变化,故含两个小过程。

高中物理传送带问题

高中物理传送带问题

高中物理传送带问题物理学作为一门自然科学,在我们学习的过程中扮演着非常重要的角色。

其中,关于传送带的问题是物理学中一个经典而又实用的研究领域。

传送带在工业生产中被广泛应用,也成为高中物理课程中重要的示例之一。

本文将讨论高中物理传送带问题。

首先,让我们来了解传送带的基本原理。

传送带是一种用于输送物品的设备,通常由皮带、输送机以及输送辊等部分组成。

在运动过程中,传送带会沿着一定的轨道进行循环运转,将物品从一处输送至另一处。

其实现的原理主要基于摩擦力和运动学定律,能够高效地实现物品的输送。

其次,我们来看一下传送带运动过程中的一些物理现象。

在传送带上放置一个运动物体,它会随着传送带的运动而运动,这是因为传送带与物体之间存在着摩擦力。

而在物体运动的过程中,还会受到重力、惯性等力的影响,这些力之间相互作用,共同决定了物体在传送带上的具体运动状态。

另外,我们也需要了解传送带运动的一些相关物理参数。

在传送带运动中,我们可以通过速度、加速度、摩擦力等参数来描述物体的运动情况。

其中,速度是指物体在单位时间内所移动的距离,加速度则是描述速度变化率的物理量。

而摩擦力则是传送带运动中一个重要的力,直接影响物体在传送带上的滑动情况。

针对这些物理参数,我们可以通过物理学知识来推导传送带运动中的一些规律。

例如,根据牛顿第二定律,我们可以得知传送带上的物体受到的合力与物体的加速度成正比;根据动能定理,我们可以计算物体在传送带上的动能变化情况。

这些规律不仅帮助我们深入理解传送带运动的物理本质,也为我们解决相关问题提供了重要的理论依据。

在高中物理教学中,传送带问题通常作为一个典型的力学示例来进行讲解。

通过传送带问题,我们可以让学生应用所学的物理知识,理解力的概念、速度与加速度的关系等基本物理原理。

通过实验或计算,学生可以研究不同条件下传送带上物体的运动规律,加深对物理学的理解和应用能力。

综上所述,高中物理传送带问题是一个非常实用且具有教育意义的物理学问题。

高中物理传送问题的探讨

高中物理传送问题的探讨

高中物理传送带问题的探讨物理组郑祥友摘要:传送带问题是高中物理模型中的一种典型模型,是高中物理教学的重点,也是教学的难点。

关于传送带的问题,主要可以用来考察:物体的受力情况、物体的运动性质、参考系的选择、功能关系等有关问题。

关键词:高中物理传送带摩擦力教学策略传送带问题在现代生产应用中非常广泛,以传送带为情景的物理问题,能够非常方便的与牛顿力学的规律相结合,在高考命题中经常出现,这类问题能够较方便的考察学生利用物理规律分析问题和解决问题的能力,受到广大师生的重视。

传送带问题是高中物理模型中的一种典型模型,对学生而言,这是一个难点。

这类问题主要有两点需要突破: 一是要正确对物体受力分析;二是要能正确判断物体相对地面相对传送带分别做什么样的运动。

学生对物体在传送带上运动的题目,比较生疏、害怕,解答此类题目时经常出现错解。

教师在教高中物理传送带问题时,要注意分析、讲解以下四个方面教学策略与方法的内容。

一、对物体的受力进行分析(1)分析物体的受力情况在传送带上的物体主要是分析它是否受到摩擦力、它受到的摩擦力的大小和方向如何、是静摩擦力还是滑动摩擦力。

在受力分析时,正确的理解物体相对于传送带的运动方向,也就是弄清楚站在传送带上看物体向哪个方向运动是至关重要的!因为是否存在物体与传送带的相对运动、相对运动的方向决定着物体是否受到摩擦力和摩擦力的方向。

(2)明确物体运动的初速度分析传送带上物体的初速度时,不但要分析物体对地的初速度的大小和方向,同时要重视分析物体相对于传送带的初速度的大小和方向,这样才能明确物体受到摩擦力的方向和它对地的运动情况。

(3)弄清速度方向和物体所受合力方向之间的关系物体对地的初速度和合外力的方向相同时,做加速运动,相反时做减速运动;同理,物体相对于传送带的初速度与合外力方向相同时,相对做加速运动,方向相反时做减速运动。

二、分析计算物体在传送带上的运动情况这类问题通常有两种情况,其一是物体在水平传送带上运动,其二是物体在倾斜的传送带上运动。

高考热点问题---传送带问题的思考 物理论文

高考热点问题---传送带问题的思考   物理论文

高考热点问题---传送带问题的思考浙江省余姚市第八中学(315430) 陈新生一.传送带问题的思考关键:①正确判断物体与传送带之间的相对运动方向,进而判定出物体所受的摩擦力方向。

②应注意滑动摩擦力和静摩擦力的区别。

滑动摩擦力的大小:f滑=μF N只与F N成正比,与传送带和物体的速度大小无关。

静摩擦力的大小应根据平衡条件求解。

③在传送带上物体所受的摩擦力存在突变的问题。

既存在大小的突变,又存在方向的突变,在求解传送带问题时这一点很容易出错。

二.典型情境水平传送带:a)物体轻轻地放在传送带上(如右图所示),物体先做匀加速运动(滑动摩擦力f滑=μF N =μmg,充当动力),当V物=V传时,物体与传送带一起做匀速直线运动(此时物体不受摩擦力作用)。

b)物体A从滑槽某一高度滑下后又滑上粗糙的水平传送带,若传送带逆时针转动,则物体滑上水平传送带后将怎么运动?(物体到达传送带的右端时速度不为零)题中物体以一定的速度V0冲上水平传送带后,一直做匀减速直线运动,直至飞出传送带。

所受的摩擦力为滑动摩擦力,是阻力,这种情况与传送带没有转动时的情况是一样的。

c)延伸:上题中若传送带无限长,则物体下滑以后在传送带上如何运动?物体在滑动摩擦力的作用下,先向右做匀减速运动。

当速度为零时,摩擦力的方向改变,这时作为动力,使物体向左做匀加速直线运动。

如果V0<V传则物体以V0冲上滑槽;如果V0>V传则物体以V传冲上滑槽。

d)上题中若传送带顺时针方向转动,则物体将如何运动?(用V0表示物体冲上传送带的速度,用v传表示此时传送带的速度)1.V0〈V传物体先向右做匀加速运动,当物体的速度等于传送带速度后,和传送带一起向右匀速运动。

2.V0 = V传物体和传送带一起向右匀速运动。

3.V0 〉V传物体先向左做匀减速运动,当物体的速度等于传送带速度后,和传送带一起向右匀速运动。

倾斜的传送带①.如图所示,物体在传送带的顶部将如何由静止开始向下运动?物体先向下以a1=gsinθ+μgcosθ做匀加速直线运动(此时物体所受的摩擦力为滑动摩擦力,方向沿斜面向下,大小为μmgcosθ),当V物=V传时1.mgsinθ>μmgcosθ,即μ<tanθ时,物体向下以a2=gsinθ-μgcosθ做匀加速运动(此时物体所受的摩擦力仍为滑动摩擦力,但方向改变为沿斜面向上)。

高中物理必修一 涉及到传送带问题解析 (含练习解析)

高中物理必修一   涉及到传送带问题解析  (含练习解析)

涉及到传送带问题解析【学习目标】能用动力学观点分析解决多传送带问题【要点梳理】要点一、传送带问题的一般解法1.确立研究对象;2.受力分析和运动分析,逐一摩擦力f大小与方向的突变对运动的影响;⑴受力分析:F的突变发生在物体与传送带共速的时刻,可能出现f消失、变向或变为静摩擦力,要注意这个时刻。

⑵运动分析:注意参考系的选择,传送带模型中选地面为参考系;注意判断共速时刻并判断此后物体与带之间的f变化从而判定物体的受力情况,确定物体是匀速运动、匀加速运动还是匀减速运动;注意判断带的长度,临界之前是否滑出传送带。

⑶注意画图分析:准确画出受力分析图、运动草图、v-t图像。

3.由准确受力分析、清楚的运动形式判断,再结合牛顿运动定律和运动学规律求解。

要点二、分析物体在传送带上如何运动的方法1、分析物体在传送带上如何运动和其它情况下分析物体如何运动方法完全一样,但是传送带上的物体受力情况和运动情况也有它自己的特点。

具体方法是:(1)分析物体的受力情况在传送带上的物体主要是分析它是否受到摩擦力、它受到的摩擦力的大小和方向如何、是静摩擦力还是滑动摩擦力。

在受力分析时,正确的理解物体相对于传送带的运动方向,也就是弄清楚站在传送带上看物体向哪个方向运动是至关重要的!因为是否存在物体与传送带的相对运动、相对运动的方向决定着物体是否受到摩擦力和摩擦力的方向。

(2)明确物体运动的初速度分析传送带上物体的初速度时,不但要分析物体对地的初速度的大小和方向,同时要重视分析物体相对于传送带的初速度的大小和方向,这样才能明确物体受到摩擦力的方向和它对地的运动情况。

(3)弄清速度方向和物体所受合力方向之间的关系物体对地的初速度和合外力的方向相同时,做加速运动,相反时做减速运动;同理,物体相对于传送带的初速度与合外力方向相同时,相对做加速运动,方向相反时做减速运动。

2、常见的几种初始情况和运动情况分析(1)物体对地初速度为零,传送带匀速运动,(也就是将物体由静止放在运动的传送带上)物体的受力情况和运动情况如图1所示:其中V是传送带的速度,V10是物体相对于传送带的初速度,f是物体受到的滑动摩擦力,V20是物体对地运动初速度。

对高中物理教学中传送带问题的探讨

对高中物理教学中传送带问题的探讨
该 物 体放 到 Q 自由 滑下 ,那 么 ( 点


等于传送带 的速 度时 ,物体 的速度将等于它 的初速 度 ,当 物体 的速 度大 于传 送 带的 速度 时 ,物体 向右加 速 ,当物 体 的速 度 等于 传送 带 的速 度时 ,物 体相对 传 送带 的速 度 为 零 ,因此物体 与传送问 的摩 擦力为零 ,物体将作 匀速运 动 ,物体的速度将小于它的初速度 。因此答案为B 。
C 若Vl 2 ,则v'vl D 不管V2 <V 时 2 = 多大总有 = V1
这 ~题 与上一题 有点类似 ,物体 在传 送带上的运动 过 程是物 体先 向左作匀 减速 运动 ,然后 向右作匀加速运动 ,
例l :一个物体r从某 曲面上 的Q点 自由滑下 ,通过一 在运动 的过程 中有三个 物体量相 同即物体 向左运动 的末速 r l 粗糙 的静止传送带 后落到地面P ,如图 1 示 ,若传送带 度为零 ,向右运动的初速 度为零 ,在传送 带上 运动的加速 点 所 的皮带 轮沿逆时针方 向转动 ,使 传送带也 随之转 动 ,再把 度相 同,相 对地 的位移相 同。因此 ,当物 体的速度小于或
J 】
例3 :如 图 3 示 , 传 送 带 所 与 地 面 的倾 角 0=3 ,从 A到 7 B长度 为 1m , 传 送 带 以l m/ 6 0 s
图 1例 1
A 它 仍 落 在P 点
B 它 将 落 在 P 右 边 点
C 它将落在P 的左边 点
D 无法判断它 的落点
的速率 逆 时针转 动 ,在 传送 带
分析 :本题 已知物 体 的受 力情
图3例3
况 ,确 定物 体 的运 动情 况 ,开 始 阶

例2 :如 图2 示 ,一 水 平 方 向足 够 长 的 传 送 带 以恒 定 段 , 由于 传 送 带 的 速 度 大 于 物体 的速 所 的速 度 V, 顺 时 针 方 向 转 动 ,传 送 带 右端 有 一 个 与 传 送 带 度 ,传 送 带 给 物 体 沿 传 送 带 的 摩 擦 沿

传送带问题分析

传送带问题分析

传送带问题分析【专题分析】传送带问题是高中阶段比较常见也是比较复杂的的题目形式。

受力方面,要分析物体与传送带之间是否存有摩擦力,是存有静摩擦力还是滑动摩擦力。

运动方面,要分析物体与传送带之间是相对运动,还是相对静止,是相对传送带向前运动,还是相对传送带向后运动。

能量方面,要判断物体与传送带之间的热量生成。

所以传送带问题需要用到多种物理规律实行求解,如运动学公式的选用、牛顿第二定律、动能定理、摩擦生热、能量转化守恒定律等。

物体在传送带上运动,有可能涉及多个物理过程,比方可能在传送带上一直加速,也可能先加速后匀速;可能在传送带上一直减速,也可能先减速后匀速,甚至还可能改变运动方向。

所以认真研究运动过程和受力情况是解决传送带问题的关键。

【题型讲解】例题1:如图3-1-1所示,水平传送带静止不动,质量为1kg的小物体,以4m/s的初速度滑上传送带的左端,最终以2m/s的速度从传送带的右端。

假如令传送带逆时针方向匀速开动,小物体仍然以4m/s的初速度滑上传送带的左端,则小物体离开传送带时的速度A.小于2m/s B.等于2m/sC.大于2m/s D.不能达到传送带右端解析:此题主要考查对物体的受力分析。

当传送带不动时,物体受到向左的滑动摩擦力,在传送带上向右做减速运动,最终离开传送带。

当传送带逆时针开动时,物体仍然相对传送带向右运动,所以受到的摩擦力仍然向左,这样与传送带静止时比较,受力情况完全相同,所以运动情况也应该一致,最后离开传送带时速度仍然是2m/s,答案为B例题2:在例题1中,假如各种情况都不变,当传送带不动时,合外力对物体做功为W1,物体与传送带间产生的热量为Q1;当传送带转动时,合外力对物体做功为W2,物体与传送带间产生的热量为Q2。

以下选项准确的有A.W1=W2 B.W1<<I>W2C.Q1=Q2 D.Q1<<I>Q2解析:此题主要考查对做功和生热的理解。

高中物理传送带问题(优选.)

高中物理传送带问题(优选.)

最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改高中物理传送带问题一、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。

高中物理牛顿第二定律一传送带问题

高中物理牛顿第二定律一传送带问题

情况 2、若 x物 L ,则物块匀减速到速度为零,未从右端掉落。
v
物块匀减速时间为:
t1
v0 a
0
物块匀减速阶段与传送带间的相对位移为:
v0
x1 x物 v传t1
当物块向左减速到零后,由于受力状况并没有发生变化, 根据受力分析物块仍具有向右的加速度:
a g
tt
t1 t
4
此时如图所示:
FN f动
9
物块到达另一端是速度不能减到零,
即: v传 v物 0
第二段匀减速时间:
L
x物
v传t2
1 2
at22
物块从一端到达另一端总时间:
t t1 t2
注:在此情况下物块与传送带间产生的相对位移
v
v0
v传 v物
0
t1 t
t
第一段匀减速过程: x1 x物 v传t1
(物块相对于传送带向上运动)
第二段匀减速过程: x2 v传t2 L x物 (物块相对于传送带向下运动)
第一段匀减速阶段摩擦力为滑动摩擦力且方向沿斜面向下, 第二段匀减速阶段摩擦力为滑动摩擦力且方向沿斜面向上,
摩擦力突变时刻为 v物 v传 。
三、质量为 m 的物块以速度 v0 冲上传送带一端,已知传送带长度 L ,与地面成角为 ,传
送带速度 v传 ,物块与传送带间滑动摩擦因数 。
v0
FN f动
v
v传 v物
0t
t
二、质量为 m 的物块以 v0 冲上传送带一端,已知传送带长度 L ,传送带速度 v传 ,物块与传
v 送带间滑动摩擦因数 。( v0 v传 )
FN 0 f动
mg
FN f动
mg ma

高中物理传送带问题

高中物理传送带问题

高中物理传送带问题一、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。

谈传送带的几个问题

谈传送带的几个问题

谈传送带的几个问题物体在传送带上的运动是一种重要的物理模型,以传送带为载体,可以考察牛顿第二定律和运动学的内容,同时又涉及到圆周运动、受力分析、相对运动、动能定理、能量守恒等物理规律及方法的理解和应用,所以,传送带问题涵盖了高中物理力学的大部分知识点,本文就传送带的几个常见问题作浅要分析。

一 传送带上的转动问题1.传送带上的各点线速度、角速度关系在传送带上传送装置中,如果不存在传送带打滑的现象,则通过传送带连接起来的各点的线速度大小相等;在同一转动轮上的各点角速度相等。

例1. 如图1所示为传送带传动装置,a 、b 分别为两轮边缘上的点,c 为大轮上的一点,半径关系为22a b c r r r ==,当两轮匀速转动时,设传送带不打滑,则三点的线速度大小之比::a b c v v v =______,角速度之比::a b c ωωω=______,周期之比::a b c T T T =______,向心加速度之比::a b c a a a =______。

解析:传送带不打滑时,a 、b 两点在相等的时间内通过的弧长相等,因此线速度大小相等,即a b v v =,a 、c 两点同轴,在相等的时间内转过的角度相等,即a c ωω=。

(1) 由a c ωω=,有a a c c v r v r =,得::2:1a c a c v v r r ==。

又a b v v =,故::a b c v v v =2:2:1。

(2) 由a b v v =,有a a b b r r ωω=,得::1:2a b b a r r ωω==,又a c ωω=,故::a b c ωωω=1:2:1。

(3) 由2T πω=,得111111::::::2:1:2121a b c a bc T T T ωωω===。

(4) 由2a r ω=,得222::::2:4:1a b c a a b b c c a a a r r r ωωω==。

高一物理传送带问题解析

高一物理传送带问题解析

(一)水平放置运行的传送带处理水平放置的传送带问题,首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析,分清物体所受摩擦力是阻力还是动力;其二是对物体进行运动状态分析,即对静态→动态→终态进行分析和判断,对其全过程作出合理分析、推论,进而采用有关物理规律求解.这类问题可分为:①运动学型;②动力学型;③动量守恒型;④图象型.例1. 如图1-1所示,一平直的传送带以速度V=2m/s匀速运动,传送带把A处的工件运送到B处,A、B相距L=10m.从A处把工件无初速地放到传送带上,经时间t=6s能传送到B处,欲用最短时间把工件从A处传到B处,求传送带的运行速度至少多大.分析和解答:此题应先分析工件在t=6s内是任何种运动,然后作出判断,进而用数学知识来加以处理,使之得出传送带的运行速度至少多大?由题意可知>,所以工件在6s内先匀加速运动,后匀速运动,故有s1=t1①,s1=v·t2②.由于t1+t2=t③,s1+s2=L④,联立求解①~④得;t1=2s;a==1m/s2⑤,若要工件最短时间传送到B处,工件加速度仍为a,设传送带速度为v,工件先加速后匀速,同上L=t1+vt2⑥,又∵t1=⑦,t2=t-t1⑧,联立求解⑥~⑧得L=+v(t-?雪⑨,将⑨式化简得t=+⑩,从⑩式看出×==常量,故当=,即时v=,其t有最小值.因而v==m/s=2m/s=4.47m/s.通过解答可知工件一直加速到B所用时间最短.评析:此题先从工件由匀加速直线运动直至匀速与传送带保持相对静止,从而求出加速度,再由数学知识求得传送带的速度为何值时,其工件由A到B的时间最短,这正是解题的突破口和关键,这是一道立意较新的运动学考题,也是一道典型的数理有机结合的物理题,正达到了考查学生能力的目的.例2. 如图2-1所示,水平传送带AB长L=8.3m,质量为M=1kg的木块随传送带一起以v1=2m/s的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定),木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5.当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g 的子弹以v0=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度v=50m/s,以后每隔1s就有一颗子弹射中木块,设子弹射穿木块的时间极短,且每次射入点各不相同,g取10m/s2.(1)第一颗子弹射入木块并穿出时,木块速度多大?(2)求在被第二颗子弹击中前,木块向右运动离A点的最大距离.(3)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中?分析和解答:(1)设子弹第一次射穿木块后的速度为v'(方向向右),则在第一次射穿木块的过程中,对木块和子弹整体由动量守恒定律(取向右方向为正)得:mv0-Mv1=mv+Mv',可解得v'=3m/s,其方向应向右.(2)木块向右滑动中加速度大小为a=μg=5m/s2,以速度v'=3m/s向右滑行速度减为零时,所用时间为t1==0.6s,显然这之前第二颗子弹仍未射出,所以木块向右运动离A点的最大距离sm==0.9m.(3)木块向右运动到离A点的最大距离之后,经0.4s木块向左作匀加速直线运动,并获得速度v',v''=a×0.4=2m/s,即恰好在与皮带速度相等时第二颗子弹将要射入.注意到这一过程中(即第一个1秒内)木块离A点s1=sm-×a×0.42=0.5m.第二次射入一颗子弹使得木块运动的情况与第一次运动的情况完全相同,即在每一秒的时间里,有一颗子弹击中木块,使木块向右运动0.9m,又向左移动s'=×a×0.42=0.4m,每一次木块向右离开A点的距离是0.5m.显然,第16颗子弹恰击中木块时,木块离A端的距离是s2=15×0.5m=7.5m,第16颗子弹击中木块后,木块再向右运动L-s2=8.3m-7.5m=0.8m&lt;0.9m,木块就从右端B滑出.由此推算,在经过16次子弹射击后木块应从B点滑出.评析:子弹打木块是常见的物理模型.但把子弹打木块的模型搬到皮带上进行,增加了趣味性,也增加了题目的难度.此题考查学生掌握动量守恒定律、牛顿运动定律和运动学的基本规律的应用情况,解答此题的关键是要求学生分析物理过程,建立清晰的物理情景,并注意到过程之间的内在联系,弄清过程之间的重复性和周期性.(二)倾斜放置运行的传送带这种传送带是指两皮带轮等大,轴心共面但不在同一水平线上(不等高),传送带将物体在斜面上传送的装置.处理这类问题,同样是先对物体进行受力分析,而判断摩擦力的方向是关键,正确理解题意和挖掘题中隐含条件是解决这类问题的切入点和突破口.这类问题通常分为:运动学型;动力学型;能量守恒型.例3. 如图3-1所示,传送带与地面倾角,从A到B长度为16m,传送带以v=10m/s的速率逆时针转动.在传送带上端A无初速地放一个质量为m=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运动到B所需时间是多少.(sin37°=0.6)分析和解答:物体放到传送带上后,开始阶段,由于传送带的速度大于物体的速度,传送带给物体一沿平行传送带向下的滑动摩擦力,物体受力情况如图3-2所示.物体由静止加速,由牛顿第二定律F=ma可知Fx=mgsinθ+f=ma1①Fy=N-mgcosθ=0②f=μN③联立①②③得a1=g(sinθ+μcosθ)④.代入已知条件可得a1=10m/s2,物体加速至与传送带速度相等所需的时间v=a1t1则t1==s=1s.再由s=a1t12=×10×12m=5m,由于μ<tanθ?熏物体在重力作用下将继续作加速运动,当物体速度大于传送带速度时,传送带给物体一沿平行传送带向上的滑动摩擦力.此时物体受力情况如图3-3所示.再由牛顿第二定律F=ma得:Fx=mgsinθ-f=ma2⑤,Fy=N-mgcosθ=0⑥,f=μN⑦,联立⑤⑥⑦式得a2=g(sinθ-μcosθ)=2m/s2.设后一阶段物体滑至底端所用时间为t2,由运动学公式可知L-s=vt2+a2t22,解得t2=1s(t2=-11s舍去?雪,所以物体由A到B的时间t=t1+t2=2s.评析:此题主要用来考查学生分析物理过程和物体的受力分析,运用牛顿第二定律和运动学基本规律来解题的能力,这是一道较好的广为采用的经典倾斜放置运行的传送带例题.例4.(1998上海高考题)某商场安装了一台倾角为θ=30°的自动扶梯,该扶梯在电压为u=380V的电动机带动下以v=0.4m/s的恒定速率向斜上方移动,电动机的最大输出功率P=4.9kW.不载人时测得电动机中的电流为I=5A,若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同,则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为多少?(设人的平均质量m=60kg,g=10m/s2)分析和解答:这台自动扶梯最多可同时载人数的意义是电梯仍能以v=0.4m/s的恒定速率运动.依题意应有电动机以最大输出功率工作,且电动机做功有两层含义:一是电梯不载人时自动上升;二是对人做功.由能量转化守恒应有:P总=P人+P出,设乘载人数最多为n,则有P=IU+nmgsinθ·v,n==即n=25人.评析:此题主要用来考查学生对能量守恒的掌握情况和对题目所给信息的理解.此题要注意的问题是不管扶梯上是否有人,只要扶梯在运动,就要消耗电功.题中所给空载电流本质就是给定扶梯在运行中要消耗的电能值.另外,扶梯对人做功的过程本身是克服重力做功的过程,其重力功率的意义是P人=nmgsinθ·v,此题从功能角度提示了传送带的问题,的确是一道结合生活实际的好例题,给人学以至用的启示.(三)平斜交接放置运行的传送带这种类型一般可分为两种,一是传送带上仅有一个物体运动,二是传送带上有多个物体运动,解题思路与前面两种相仿,都是从力的观点和能量转化守恒角度去思考,挖掘题中隐含的条件和关键语句,从而找到解题突破口和切入点.例5.(2003年全国理综试题)一传送带装置示意如图5-1所示,其中传送带经过AB区域时是水平的,经过BC区域时变为圆弧形(圆弧由光滑模板形成,未画出),经过CD区域时是倾斜的,AB和CD都与BC相切. 现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上,放置时初速度为零,经传送带运送到D处,D和A的高度差为h. 稳定工作时传送带速度不变,CD段上各箱等距排列,相邻两箱的距离为L. 每个箱子在A处投放后,在到达B之前已经相对于传送带静止,且以后也不再滑动(忽略经BC段时的微小滑动). 已知在一段相当长的时间T内,共运送小货箱的数目为N. 这种装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦,求电动机的平均输出功率P.分析和解答:此题是2003年的高考理科综合压轴题,分值为22分.该题将物体的运动,功能关系等知识结合于传送带这一实际情境而融为一体,较好地考查了学生综合运用所学知识去解决物理问题的能力.以地面为参考系(下同),设传送带的运动速度为v0,在水平段运输的过程中,小货箱先在滑动摩擦力作用下作初速度为零的匀加速运动,设这段路程为s,所用时间为t,加速度为a,则对小货箱有s=at2①,v0=at②,在这段时间内,传送带运动的路程为s0=v0t③,由①②③式可得s0=2s④,用f表示小货箱与传送带之间的摩擦力,则传送带对小货箱做功为W=fs=mv02⑤,传送带克服小货箱对它的摩擦力做功为W0=fs0=2×mv02=mv02⑥,两者之差就是克服摩擦力做功产生的热量Q=mv02⑦.可见,在小货箱加速运动过程中,小货箱获得的动能与发热量相等.T时间内电动机输出的功为W=PT⑧,此功用于增加小货箱的动能、势能以及克服摩擦力发热,即W=Nmv02+Nmgh+NQ⑨,已知相邻两小货箱的距离为L,所以由题意可知v0T=NL⑩,联立⑦~⑩得P=(+gh).评析:此题是一道用来考查学生综合运用物理知识来分析、推理、建模的物理学科内的综合题,它有较好的区分度和难度,是一道较好的高考题.通过解答,我们可以领悟到,高考试题已由过去的强调知识立意已转化成了能力立意,形成了试题难度不大,但能力要求较高,既能为高校选拔高素质的人才,又能使中学物理教学改革步入良性循环的良好局面.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,当然也就是高考命题专家所关注的问题.。

高中物理教学中传送带问题的讨论与对策

高中物理教学中传送带问题的讨论与对策
并没有透彻分析和总结 。 针对这样的难点和考点 , 笔者认 为教师 非常有必要整理教给学生解题对策 , 逐步提高受力分析 、 运动情
景分析和解决问题 的能力。 传送带水平放置
例: 已知传送带两轮圆心间距离
三、 传送带以 6 0 = 2 0 r a d / s 逆时针转动( 即 v=4 m/ s )

3 . 摩擦力做功的判断 : 水平放置的传送带 , 分过程考虑摩擦 力是叵力 , 可以根据恒力做功计算 。 同时摩擦力又是合力还可以
根据动能改变量判断。 让学生对各种具体 隋况加 以总结:
端。 ( 2 ) 滑 到最 右端 末速度 v
由运动学公式 v 2 t -1 , 2 o =2 a L , 代人数值解得 v =2 m / s
( 3 ) 从左端 滑 到右端 的时间 t 由t :
1 . 物体滑上静止的传送带 , 物体初速度大于某一临界值一直
做匀减速运动从另一段滑下,初速度小于临界值先 匀减速运动

: 4 - l 1 代人数值解得 t


( 4 ) 从左端滑到右端 的过程中物体所受滑动摩擦力所做的

( 1 ) 物体滑上后的运动睛况( 运动 f 生 质) , 并分析能否到达最
右端
上 锄Ⅱ 越动 , {

( 2 ) 物体在传送带上的最终速度 v
当物体滑上传送带的速度大于传送带转动速度 ,物体在传
蒙古矗霄 ・ 基教版 3 / 2 0 1 4
叙事
教学案例 雅
案例
i , } ^ m
传送带 ,物体与传送带 间的动摩擦 因数 : O . 6( 物体可看做质
点, g = l O m / s )

高考物理传送带问题专析

高考物理传送带问题专析

传送带问题专析一、摩力擦力方向及摩擦力做功分析摩擦力的方向为与接触面相切,.与物体间的相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。

但相对运动趋势不如相对运动直观,具有很强的隐蔽性,常用下列方法判断。

法1:“假设法”。

即假设接触面光滑,看原来相对静止的物体间能发生怎样的相对运动。

若能发生,则这个相对运动的方向就为原来静止时两物体间的相对运动趋势的方向。

若不能发生,则物体间无相对运动趋势。

法2:根据“物体的运动状态”来判定。

即先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma )确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小和方向。

例1 如图1-9所示为皮带传送装置,甲为主动轮,传动过程中皮带不打滑,P 、Q 分别为两轮边缘上的两点,下列说法正确的是:A .P 、Q 两点的摩擦力方向均与轮转动方向相反B .P 点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反,Q 点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同C .P 点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同,Q 点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反D .P 、Q 两点的摩擦力方向均与轮转动方向相同例2 如图1—12所示,A 、B 两物体竖直叠放在水平面上,今用水平力F 拉物体,两物体一起匀速运动,试分析A 、B 间的摩擦力及B 与水平面间的摩擦力。

二、传送带问题难点A. 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B. 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;如图2—5甲所示,A 、B 分别是传送带上和物体上的一点,刚放上物体时,两点重合。

设皮带的速度为V 0,物体做初速为零的匀加速直线运动,末速为V 0,其平均速度为V 0/2,所以物体的对地位移x 物=20t V ,传送带对地位移x 传送带=V 0t ,所以A 、B 两点分别运动到如图2—5图2—11 乙所示的A '、B '位置,物体相对传送带的位移也就显而易见了,x 物=2传送带x ,就是图乙中的A '、B '间的距离,即传送带比物体多运动的距离,也就是物体在传送带上所留下的划痕的长度。

传送带问题的探讨

传送带问题的探讨
加速运动 的时 间为z l = 一 v

I s , 位 移 l = 等 : 2 . 5 m 。 由 于
, < Z = 7 . 5 m, 所 以工件l s 后做匀速运动 , 匀速运动的时 间为t 2 =S  ̄ - X= 1 s 。因此 , 工件从左端 运动 到右端 的时
间: = l + £ 2 = 2 s 。
多少呢?

例 3 一 水平 的 浅色 长传 送带 上放 置 一煤 块 ( 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 a o 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。 求 此黑色痕迹 的长度 。 解析 : 根据“ 传送带上有黑 色痕迹” 可知 , 煤块与 传送带 之间发生 了相对运动 ,煤块 的加 速度 。 小 于 传送带 的加速度 a o 。 据牛顿定律 , 可得 a = g g 。 设经历 时间 t , 传送带 由静止开始加速 到速度等 于 ‰ 煤块 则 由静止加速到 , 有口 = a d, v = a t 。 由于 a < a o , 故 < 煤块继续受到滑动摩擦 力的作用 。 再经过 £ 煤块 的速度 由 增加 到 有 V o  ̄ V + a t . 。 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 痕迹。设煤块的速度从 0增加到 。 的过程 中 , 传送
例 1 如下 图所示 , 水平传送带以 = 5 m / s 的恒 定 速度运动 , 传送带长A B = 7 . 5 m, 今在其左端将一质 量 为m= l k g 的工件轻轻放在 上面 ,工件被带传送 到右

高中物理教学中传送带问题的讨论与对策

高中物理教学中传送带问题的讨论与对策

高中物理教学中传送带问题的讨论与对策作者:卫华来源:《内蒙古教育·基教版》2014年第03期传送带问题在高中物理力学部分是一个知识难点,模型中涉及传送带水平放置和倾斜放置两种情况,一般设问的角度有两个:1.动力学角度,2.能量角度。

学生在学习过程中会感觉情况复杂、涉及运动学公式太多,导致思路不清晰,错误率较高。

学生在解题时遇到的难点表现有不能准确判断摩擦力的方向、不能分析出滑块在传送带上是单一性质的运动,还是两种性质的运动的组合。

而大多数教师处理这部分知识时只是带领学生解析,并没有透彻分析和总结。

针对这样的难点和考点,笔者认为教师非常有必要整理教给学生解题对策,逐步提高受力分析、运动情景分析和解决问题的能力。

传送带水平放置例:已知传送带两轮圆心间距离L=8m,两轮半径均为r=20cm.一质量m=2kg的物体从左端以ν0速度滑上传送带,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.6(物体可看做质点,g=10m/s2)一、传送带静止不转1.ν0=10m/s时(1)物体滑上后的运动情况(运动性质),并分析能否到达最右端物体具有ν0=10m/s,而传送带静止不动,即物体相对传送带向右运动,受到向左的滑动摩擦力,大小为μmg,做a=μg=6m/s2的匀减速直线运动。

假设物体一直做匀减速运动到速度为零发生位移为Lm,由运动学公式Lm=■=8■>8m所以物体可以到达最右端。

(2)滑到最右端末速度ν由运动学公式ν2t-ν20=2aL,代入数值解得νt=2m/s(3)从左端滑到右端的时间t由t=■,代入数值解得t=■s(4)从左端滑到右端的过程中物体所受滑动摩擦力所做的功物体运动过程中所受摩擦力为恒力,所以Wf=-μmgL=-96J另解:利用(2)结果,滑动摩擦力所做的功即为合力功等于物体动能改变量Wf=■mυt2-■mυ02=-96J2.υ0=2m/s(1)物体滑上后的运动情况(运动性质),并分析能否到达最右端(2)物体在传送带上的最终速度υ(3)物体在传送带上运动的时间t(4)从左端滑上的整个运动过程中摩擦力所做的功经过分析,学生很容易得出结果。

传送带问题高一物理知识点

传送带问题高一物理知识点

传送带问题高一物理知识点传送带问题传送带是一种常见的运输工具,广泛应用于各个领域。

在物理学中,传送带问题是经典的高一物理知识点之一。

本文将详细介绍传送带问题的相关知识和解决方法。

一、传送带的基本原理传送带是由两个或多个滚筒组成的机械装置,可用于将物体从一个地方运输到另一个地方。

其基本原理是利用滚筒的转动带动输送带上的物体进行运动。

传送带除了可以承载物体外,还具备传递动能和传递力的功能。

二、传送带速度的计算方法传送带的速度是指单位时间内物体在传送带上的位移。

计算传送带速度的方法主要有两种:线速度和角速度。

1. 线速度:传送带的线速度是指传送带上物体的位移速度。

通常使用公式 V = S/t 来计算,其中 V 表示线速度,S 表示物体在传送带上的位移,t 表示时间。

2. 角速度:传送带的角速度是指传送带滚筒的转动速度。

通常使用公式ω = Δθ/Δt 来计算,其中ω表示角速度,Δθ表示滚筒转过的角度,Δt表示时间。

三、传送带问题的解决方法传送带问题常见的解决方法有两种,即速度分析法和加速度分析法。

根据问题的具体情况,选择合适的方法进行解答。

1. 速度分析法:该方法适用于传送带上物体的匀速运动问题。

根据传送带的速度和物体在传送带上的位移关系,可以求解物体的速度、传送带的速度或物体相对于传送带的速度。

2. 加速度分析法:该方法适用于传送带上物体的变速运动问题。

根据传送带的速度、物体的加速度和时间的关系,可以求解物体的速度、传送带的速度或物体相对于传送带的速度。

四、传送带问题的应用举例传送带问题在实际应用中有广泛的应用,下面以几个例子来说明其应用场景。

1. 包裹分拣系统:快递包裹在分拣中心通过传送带进行自动分拣和运输,根据包裹的目的地和重量,通过计算传送带的速度和加速度实现自动分拣。

2. 生产线输送系统:在工厂的生产线上,传送带用于将物料从一个工位运送到另一个工位,通过控制传送带的速度和加速度,实现物料的有序流动和生产效率的提升。

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=8.3m,质量为
=1kg的木块随传送带一起以
=2m/s的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定),木块与传送带
间的动摩擦因数 =0.5.当木块运动至最左端A点时,一颗质量为 =20g的子弹以
=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度 =50m/s,以后每隔1s就有一颗子弹射中木块,设子弹射穿木块的时间极 短,且每次射入点各不相同,g取10m/s2。求: (1)第一颗子弹射入木块并穿出时,木块速度多大? (2)在被第二颗子弹击中前,木块向右运动离A点的最大距离?
解析:(1)若传送带静止,则旅行包滑上水平传送带后做匀减速 运动,其加速度 旅行包到达B端的水平速度为
旅行包离开传送带后做平抛运动,落地点距B端的水平距离为
若皮带轮顺时针匀速转动,要使旅行包落地点距B端的水平距离始 终为(1)中所示的水平距离,则旅行包须做匀减速运动,皮带轮的临 界角速度为
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
。 小结:此题考查学生掌握动量守恒定律、牛顿运动定律和运动学的 基本规律的应用情况,解答此题的关键是要求学生分析物理过程,建立 清晰的物理情景,并注意到过程之间的内在联系。 六、依托传送带的曲线运动问题
例6 如图5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 ,传送带的皮带轮的半径为 ,传送带的上部距地面的高度为 ,现有一个旅行包(视为质点)以 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 , 。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 ,旅行包滑上传送带的初速度恒为 。当皮带的角速度 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 距离?若皮带的角速度 ,旅行包落地点距B端的水平距离又是多少?
所以 的取值范围是 当 时,皮带线速度 ,当旅行包速度也为 ,在皮带上运动了
,以后旅行包做匀速直线运动。所以旅行包到达B端的速度也为 。包的落地点距B端的水平距离为

传送带问题分类赏析
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:
(1)若CD部分不运转,求米袋沿传输带所能上升的最大距离; (2)若要米袋能被送到D端,CD部分运转速度应满足的条件及米袋 从C到D所用时间的取值范围。 解析:(1)米袋沿CD上滑时,由牛顿第二定律得: 由运动学公式得:
代入数值解得: (2)设CD部分运转速度为 时,米袋恰能达D点,则: 米袋速度减为 之前:加速度 ;位移
解析:(1)设子弹第一次射穿木块后的速度为 (方向向右),则在第一次射穿木块的过程中: 对木块和子弹整体由动量守恒定律(取向右方向为正)得
解得 =3m/s,方向向右。 (2)木块向右滑动中加速度大小为 =5m/s2,以速度 =3m/s向右滑行速度减为零时,所用时间为
显然这之前第二颗子弹仍未射出,所以木块向右运动离A点的最大 距离
米袋速度小于 之பைடு நூலகம்:加速度 ;位移
又因
,解得:
即要把米袋送到D点,CD部分速度
,且应沿顺时针方向转动。 米袋恰能达D点时,速度恰好为零,此时间最长,由运动学规律 得:
若CD部分速度较大,使米袋沿CD上滑时所受摩擦力一直沿皮带向 上,则所用时间最短。此种情况下米袋加速度一直为
,由
。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。求此黑色痕迹的长度。 解析: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
小于传送带的加速度
传送带上留下的黑色痕迹的长度 由以上各式得
小结:对于多个物理过程问题,能否按顺序对题目给出的物体运动 过程进行分段分析,是解决问题的关键所在. 三、依托传送带的临界、极值问题 例3 如图2所示为粮店常用的皮带传输装置,它由两台皮带传输机
组成,一台水平传送,AB两端相距3m;另一台倾斜,传送带与地面倾角 ;CD两端相距4.45m,B、C相距很近.水平部分AB以 的速率顺时针转动,将质量为10kg的一袋米匀速传到倾斜的CD部分,米 袋与传送带间动摩擦因数为0.5.求:
。根据牛顿定律,可得:
设经历时间
,传送带由静止开始加速到速度等于
,煤块则由静止加速到 ,有 由于 ,故 ,煤块继续受到滑动摩擦力的作用。再经过时间 ,煤块的速度由 增加到 ,有 ,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 的整个过程中,传送带和煤块移动的距离分别为 和 ,有:
,解得:
。 所以所求时间范围为:
小结:当物体的运动从一种现象到另一种现象或从一种状态到另一 种状态时必定有一个转折点,这一转折点对应的状态叫临界状态,临界 状态必须满足的条件叫临界条件。解决这类临界极值问题时,判断相关 物理量的转折点(如受力突变、速度方向相对地或传送带发生变化 等),找出临界条件,并建立临界方程是这类问题的突破口。 四、依托传送带的功能转化关系问题 小结:弄清有哪些能量参与了转化,并找出发生这些能量转化的原 因,是处理能量问题的基本思路。另外,准确地求出货箱动能的增量及 势能增量和产生的内能间的关系,是解决本题的关键。 五、依托传送带的动量问题 例5 如图4所示,水平传送带AB长
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