当前位置:
文档之家› 高中物理传送带问题(全面)讲解
高中物理传送带问题(全面)讲解
2.常用方法: 动力学方法 图像法 功能关系法 动量的观点
一般分类:
1.水平传送带匀速运动
2.水平传送带变速运动 3.斜面形传送带 4.组合传送带
五、分类解析
(三)斜面形传送带 1.传送带匀速向上运动 (1)物体由顶端释放 (2)物体由底端释放 2.传送带匀速向下运动 (1)物体由顶端释放 (2)物体由底端释放
f L=1/2m(v02-v12)
传送带转动时,可能一直减速,也可能先加(减)速后匀速
运动,相对滑动的距离为s f s=1/2m(v02-v22)
s≤L
∴v2≥v1
例5、如图示,传送带与水平面夹角为370 ,并以 v=10m/s运行,在传送带的A端轻轻放一个小物体, 物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5, AB长16米, 求:以下两种情况下物体从A到B所用的时间.
v
30°
解: 设工件向上运动距离S 时,速度达到传送带的速 度v ,由动能定理可知
μmgS cos30°– mgS sin30°= 0- 1/2 mv2
解得 S=0. 8m,说明工件未到达平台时,速度已达到 v ,
所以工件动能的增量为 △EK = 1/2 mv2=20J
工件重力势能增量为
△EP= mgh = 200J
答案:3 s
[解析] 由牛顿第二定律 μmgcos30°-mgsin30°=ma 解得 a=2.5 m/s2
货物匀加速运动的时间
t1=va=2 s
货物匀加速运动的位移
s1=12at21=12×2.5×22 m=5 m 随后货物做匀速运动,运动位移 s2=L-s1=5 m 匀速运动时间 t2=sv2=1 s 运动的总时间 t=t1+t2=3 s
A
B
B
当μ=0时, C对
N fA v mg
N
A
N
ff mg
Bv
mg
变式题( 2012·兖州检测)某飞机场利用如图 13-9 所示的传送带 将地面上的货物运送到飞机上,传送带与地面的夹角 θ=30°,传送带两 端 A、B 的长度 L=10 m,传送带以 v=5 m/s 的恒定速度匀速向上运动.在 传送带底端 A 轻轻放一质量 m=5 kg 的货物,货物与传送带间的动摩擦因 数 μ= 23,求货物从 A 端运送到 B 端所需的时间.(g 取 10 m/s2)
①功能关系:WF=△EK+△EP+Q ②对WF、Q的正确理解 (a)传送带做的功:WF=F·S带 送带受力平衡求得)
功率P=F×V带 (F由传
(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EK,因为摩擦而产生的热量Q有如
下关系:EK=Q=
1m 2
经过时间t1=v/a=0.8s 速度达到2m/s ,上升s1=v2/2a=0.8m
然后在静摩擦力作用下做匀速运动,上升 s2=3.2m
静摩擦力 f2= mgsinθ=50N
t2= s2 /v=1.6 s
为保持皮带匀速运动,机器在t1时间内应增加动力75N, 在t2时间内应增加动力50N
顺时针方向转动。物体仍从Q点开始自由下滑,则物
体通过传送带后: (
)
D A. 一定仍落在P点
Q
B. 可能落在P点左方
C. 一定落在P点右方
D. 可能落在P点也可能落在P点右方
解:物体滑下的初速度为v0 ,传送带静止时,物体滑到右端速 P
度为v1,传送带转动时,物体滑到右端速度为v2,传向转动起来,使传送带随之运动,如
图7所示,再把物块放到P点自由滑下,则:( A )
A. 物块将仍落在Q点
B. 物块将会落在Q点的左边 P
C. 物块将会落在Q点的右边
D. 物块有可能落不到地面上
Q
例4、 如图示,物体从Q点开始自由下滑,通过粗
糙的静止水平传送带后,落在地面P点,若传送带按
专题解说
例1、如图所示,水平传送带两端相距s=8m,工件与 传送带间的动摩擦因数μ=0.6,工件滑上A端时速度vA=10 m/s,设工件到达B端时的速度为vB (g=10m/s2)(1) 若传送带静止不动,求vB (2)若传送带逆时针转动,工件还能到达B端吗?若不能, 说明理由;若能,求vB
通过哪些措施可以使得物体不能到达B端? (3)若传送带以v=13m/s顺时针匀速转动,求vB及工 件由A到B所用的时间。
在工件加速运动过程中,工件的平均速度为 v/2 ,
因此工件的位移是皮带运动距离S '的1/2,
即S '= 2S = 1.6 m
由于滑动摩擦力作功而增加的内能 △ E 为
△E=f △S= μ mgcos30°(S '-S)= 60J
电动机多消耗的电能为 △EK+△EP+△E=280J
又解: 物体开始受到向上的摩擦力作用,做匀加速运动 滑动摩擦力 f1= μmgcosθ=75N a=μgcosθ-gsinθ=g/4 =2.5 m/s2
S2= vt2+1/2×a2 t22 11=10 t2+1/2×2×t22
t2=1s
∴t=t1+t2=2s
N
N
Bv
A f f
mg
mg
例6、 如图所示,传送带不动时,物体由皮带顶端A从静止开始 下滑到皮带底端B用的时间为t ,则:( B、C、D )
A. 当皮带向上运动时,物块由A 滑到B 的时间一定大于t B. 当皮带向上运动时,物块由A 滑到B 的时间一定等于t C. 当皮带向下运动时,物块由A 滑到B 的时间可能等于t D. 当皮带向下运动时,物块由A 滑到B 的时间可能小于t
传送带题型分类解析
传送带问题是以生活中物理现象 为依据,所涉及的物理知识包括运 动和力、功和能、圆周运动以及动 量等,能比较全面考查我们的知识, 培养我们的思维和能力,具有一定 的典型性,当然也是考试命题的热 点之一。
1.一般步骤:以滑块为研究对象,逐段进行
双分析,确定符合的规律,列方程求解。特 别注意滑块与带子的速度关系对摩擦力的影 响。
时间又返回光滑水平面上,这时速率为V2/,则
下列说法正确的是 (
)
A、若V1<V2,则V2/=V1 B、若V1>V2,则V2/=V2 C、不管V2多大,总有V2/=V2 D、只有V1=V2时,才有V2/=V1
例3.物块从光滑曲面上的P点自由滑下,通过粗糙的 静止水平传送带以后落到地面上Q点,若传送带的皮
开始摩擦力方向向下,向下匀加速运动
a=g sin370 +μ g cos370 = 10m/s2
t1=v/a=1s S1=1/2 ×at2 =5m
S2=11m
1秒后,速度达到10m/s,摩擦力方向变为向上
物体以初速度v=10m/s向下作匀加速运动
a2=g sin370 -μg cos370 = 2 m/s2
专题解说 一.命题趋向与考点
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.
二.知识概要与方法
传送带类分水平、倾斜两种;按转向分顺时针、逆时针转 两种。
(1)受力和运动分析: 受力分析中的摩擦力突变(大小、方向)——发生在V物 与V带相同的时刻;运动分析中的速度变化——相对运动 方向和对地速度变化。分析关键是:一是 V物、V带的大小 与方向;二是mgsinθ与f的大小与方向。
c、10m/s ≤ V带< 14m/s 物体先加速后匀速 VB= V带
d、 V带≥14m/s
物体始终加速
VB= 14m/s
c、10m/s ≤ V带
? 物体加速 VB= V带
(5)若物体从B处飞出后做平抛运动,定性画
出B的水平位移s’和传送带的速度V带关系。
S’
V带
0
(一)物体与传送带同向运动
1.v物<v带 物体所受摩擦力向前为动力,物体做匀加速直线运动; 当物体速度等于皮带速度时不受摩擦力而改做匀速运动。 2. v物=v带 物体不受摩擦力而做匀速运动。 3. v物>v带 物体所受摩擦力向后为阻力,物体做匀减速直线运动; 当物体速度等于皮带速度时不受摩擦力而改做匀速运动
②在AC段物体受水平向右的滑动摩擦力,P处受向下的 滑动摩擦力
③在CB段物体不受静摩擦力,Q处受向上的静摩擦力 ④在CB段物体受水平向右的静摩擦力,P、Q两处始终
受向下的静摩擦力 • A. ①② B. ①④ • C. ②③ D. ③④
C
皮带传送机的皮带与水平方向的夹角为,如图2所示。 将质量为m的小物块放在皮带传送机上,随皮带一起 向下以加速度a做匀加速直线运动,则下列说法中正 确的是( )。
(1)传送带顺时针方向转动
(2)传送带逆时针方向转动
解: (1)传送带顺时针方向转动时受力如图示:
mg sinθ-μmg cosθ= m a
N fA
a = gsinθ-μgcosθ= 2m/s2
S=1/2a t2
B
v
mg
t 2S 216 4s
a
2
(2)传送带逆时针方向转动物体受力如图:
解答:(1)a=μg=6m/s2 VA2 - VB2 =2as VB =2m/s (2)能 物体仍然始终减速 VB =2m/s
阻止方法:减小工件初速度、增加皮带长度、增大动摩擦因素 增大物体质量和增大皮带逆时针转动的速度,能阻止吗?
物体不能到达B端,将如何运动?
(3)物体先加速后匀速 t1 =(v-vA)/a=0.5s S2=S-S1=2. 25m t= t1+ t2=0.67s
S1= vA t1+at2/2=5.75m t2= S2/v=0.17s
(4)在传送带顺时针匀速转动的情况下(传 送带运动方向和物体运动方向一致),讨论物 体到达B端的速度和传送带速度的关系。