传送带问题【例1】一水平传送带长度为20m,以2m/s的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为0.1,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,到达另一端所需时间为多少?
练习1、如图所示,一平直的传送带以速度v=2 m / s
处的工件运送到处,A、
B相距L=10 m。
从A处把工件无初速地放到传送带上,经过时间
把从A处传送到B处,求传送带的运行速度至少多大?
例2:如图所示,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?
例3:如图所示,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4:如图所示,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5:如图所示,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?
例6: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,
V
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?
练习1、【解析】 因,所以工件在6 s 内先匀加速运动,后匀速运动,有
,S 2=vt 2,t 1+t 2=t ,S 1+S 2=L
解上述四式得t 1=2s ,a=v / t 1=1 m / s 2
若要工件最短时间传送到B ,工件加速度仍为a ,设此时传送带速度为V ,
同上理有
又∵t 1=V / a t 2=t -t 1
∴
化简得
∵
∴当,即时,t 有最小值,表明工件一直加速到B 所用时间最短。
所以欲用最短的时间把从A 处传送到B 处,传送带的运行速度至少为。
例2【解析】物体放上传送带以后,开始一段时间,其运动度
2
m/s 10cos sin =+=
m
mg mg a θ
μθ。
这样的加速度只能维持到物体的速度达到10m/s 为止,其对应的时间和位移分别为:
m
52 21==
a
s υ<16m
以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上,其加速度大小为(因为mgsin θ>μmgcos θ)。
2
2m/s 2cos sin =-=
m mg mg a θ
μθ。
设物体完成剩余的位移2s 所用的时间为2t ,
11m= ,102
22t t + 解得:)s( 11 s, 1 2212舍去或-==t t 所以:s 2s 1s 1=+=总t 。
加速度
物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动。
例4【解析】物体放上传送带以后,开始一段时间,
这样的加速度只能维持到物体的速度达到10m/s 为止,其对应的时间和位移分别为: 此时物休刚好滑到传送带的低端。
所以:
s
1=总t 。
【总结】该题目的关键就是要分析好第一阶段的运动位移,看是否还要分析第二阶段。
例5【解析】物体放上传送带以后,开始一段时间,
这样的加速度只能维持到物体的速度达到10m/s 为止,其对应的时间和位移分别为:
50m
以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上,其加速度大小为零(因为mgsin θ<μmgcos θ)。
设物体完成剩余的位移2s 所用的时间为2t ,
t 传送带的位移: x 传送带=V0t =0.25×0.042m =0.0105m 摩擦痕迹的长度:
mm
m x x x 50052.0≈=-=∆行李传送带
)
解法二:以匀速前进的传送带作为参考系.设传送带水平向右运动。
木箱刚放在传送带 上时,相对于传送带的速度v=0.25m/s,方向水平向左。
木箱受到水平向右的摩擦力F 的作用,做减速运
动,速度减为零时,与传送带保持相对静止。
木箱做减速运动的加速度的大小为 a=6m/s2
木箱做减速运动到速度为零所通过的路程为
即留下5mm长的摩擦痕迹。
【总结】分析清楚行李和传送带的运动情况,相对运动通过速度位移关系是解决该类问题的关键。
例题
由于v0,有
方法二:
第一阶段:传送带由静止开始加速到速度v0,设经历时间为t,煤块加速到v,有
v
t
a
=
①
v
gt
atμ
=
=②
传送带和煤块的位移分别为s1和s2,
1
图
2—6
③ ④
第二阶段:煤块继续加速到v0,设经历时间为t ',有 v 0v gt μ'=+ ⑤
传送带和煤块的位移分别为s3和s4 ,有
30s v t '= ⑥
由以上各式得【小结】本方法的思路是用相对速度和相对加速度求解。
关键是先选定好过程,然后对过程进行分析,
找准相对初末速度、相对加速度。
方法四:用图象法求解
画出传送带和煤块的V—t图象,如图2—6所示。
其中
黑色痕迹的长度即为阴影部分三角形的面积,有:
【小结】本方法的思路是运用在速度—时间图象中,图线与其所对应的时间轴所包围图形的面积可以用。