传送带专题复习.doc
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个性化教学辅导教案
学科:物理任课教师:授课时间:2015年10月3日 (星期 )
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0=37°,以IOm/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 kg的物体,它与传送带间的动摩擦因数U =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?
例2:如图2—2所示,传送带与地面成夹角0=30。
,以l()m/s的速度逆时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5kg的物体,它与传送带间的动摩擦因数U =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2一3所不,传送带与地面成央角。
=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 kg的物体,它与传送带间的动摩擦因数u=0.5,已知传送带从A-B
的长度L=5m,贝IJ物体从A到B需要的时间为多少?
例题4:如图2—4所示,传送带与地面成夹角0=37° ,以10m/s 的速度顺
时针转动,在传送带卜端轻轻地放一个质量m=0.5 kg的物体,它与传送
带间的动摩擦因数H =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?
(2)突破难点2
第2个难点是对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动,判断错误。
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。
学生初次遇到“皮带传送”类型的题目,由于皮带运动,物体也滑动,就有点理不清头绪了。
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让学生轻松把握。
'B ,(.)
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 (),物体做初速为零的匀加速直线运动,末速为V (),其平均速度为V0/2,所以物体的对 地位移乂物=错
误!不能通过编辑域代码创建对象。
,传送带对地位移x
传送带=VOt,所以A 、B
图乙 图2—5
两点分别运动到如图2-5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=错误!不能通过编辑域代码创建对象。
,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。
例题5:在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。
当旅客把行李放到传送 带上时,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动。
随后它们保持相对静止,行李随 传送带一起前进。
设传送带匀速前进的速度为0.25m/s,把质量为5kg 的木箱静止放到传送带上, 由于滑动摩擦力的作用,木箱以6m/s2的加速度前进,那么这个木箱放在传送带上后,传送带上 将留下一 •段多长的摩擦痕迹?
例题6: 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 错误!不能通过编辑域代码创建对象。
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aO 开始运动,当其速度达到vO 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。
例7: 一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。
桌布的一•边与桌的AB 边重合,如
图2—7,已知盘与桌布间的动摩擦因数为U1,盘与桌面间的 动摩擦因
数为U 2。
现突然以恒定加速度a 将桌布抽离桌而,加 速度方向是水
平的且垂直于AB 边。
若圆盘最后未从桌面掉下, 则加速度a 满足的
条件是什么?(以g 表示重力加速度)
图甲
(3)突破难点3
第3个难点也应属于思维上有难度的知识点。
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vO滑上长板,已知它与板间的动摩擦因数为U ,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。
口 1 口,
----------------------- X.板 -------------- -------- AX ------------ >
X物§
图2—9
该过程中,物体所受的滑动摩擦阻力和怛板受到滑动摩擦动力是一对作用力和反作用力,
W 物=—P mg • x 物W 板=u nig • x 板
很显然乂物>乂板,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△E=umg (x物一x板)=umg・Ax,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:
(・)飞 B,(.)
图甲图乙
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TF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,百到它的速度增大到等于传送带的速度,作
9s E2015天律-10】10. (16分)某快递公司分拣邮件的水平传输装直示意如图.皮带在电动机的带动下保持V=1 m/s的恒定速度向右运动.现将一质量为m=2kg的邮件轻放在皮带上.邮件和皮帝间的动摩擦因数U =0. 5。
设皮带足够长.取g=10m/s2,在邮件与皮带发生相对滑动的过程中,求
(1)邮件滑动的时间t J
(2)邮件对地的位移大小x ;
(3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W。
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=8 m,传送带的皮带轮的半径均为R二0・2 m,传送带的上部距地面的高度为h=0. 45 m.现有一个旅行包(视为质点)以速度习二10m/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〃 = 0.6.皮带轮与皮带之间始终不打滑.g取10 m/s\讨论下列问题:
(1)若传送带静止,旅行包滑到B点时,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,若皮带轮的角速度的=45od/s,旅行包落地点距B端的水平距离又为多少?
(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/变化
的图象.
(
<o/rad • s 20、如图所示,H A、B和C、D为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内,一滑板静止在光
滑水平地面上,左端紧靠B点,上表面所在平面与两半圆分别相切于Bs Co 一物块被轻放在
水平匀速运动的传送带上E点,运动到A时刚好与传送带速度相同,然后经A沿半圆轨道滑
下,再经B滑上滑板。
滑板运动到C时被牢固粘连。
物块可视为质点,质量为m, 滑板质量
M=2m,两半圆半径均为R,板长U6. 5R,板石端到C的距离L在R<L<5R范围内取值。
E距A
为S=5R,物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因素均为u =0.5,重力加速度取g.
(1)求物块滑到B点的速度大小;
(2)试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中,克服摩擦力做的功%与L的夭条,并判断物
块能否滑到CD轨道的中点。
5«5K。