高中物理傳送帶模型

1、 傳送帶模型分析 傳送帶模型分類1水平傳送帶水平傳送帶（1）物體與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相同）物體與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相同（2）物體與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相反）物體與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相反2傾斜傳送帶傾斜傳送帶（1）物體與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相同）物體與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相同（2）物體與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相反）物體與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相反 傳送帶模型分析方法1受力分析受力分析根據(jù)根據(jù)v物、物、v帶的大小和方向關(guān)系帶的大小和方向關(guān)系判斷物體所受摩擦力判斷物體所受摩擦力的大小和方向，注意摩擦力的大小和方向在的大小和方向，注意摩擦力的大小和方向在v物物v帶帶時(shí)易發(fā)生突變。時(shí)易發(fā)生突變。2運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析根據(jù)根據(jù)v物、物、v帶的大小和方向關(guān)

2、系及物體所受摩擦力情帶的大小和方向關(guān)系及物體所受摩擦力情況判斷物體的況判斷物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（勻速，勻加速，勻減速）。（勻速，勻加速，勻減速）3功能關(guān)系分析功能關(guān)系分析(1)對(duì)系統(tǒng)：對(duì)系統(tǒng)：W電EkEpQ Qf滑x相對(duì)(2)對(duì)物體：WfWGEk 命題角度一命題角度一如圖如圖131所示，水平傳送帶以所示，水平傳送帶以v5 m/s的恒的恒定速度運(yùn)動(dòng)，傳送帶長定速度運(yùn)動(dòng)，傳送帶長L7.5 m，今在其左端，今在其左端A將一將一m1 kg的工件輕輕放在上面，工件被帶動(dòng)，傳送到右端的工件輕輕放在上面，工件被帶動(dòng)，傳送到右端B，已知工件，已知工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，試求

3、：，試求：(g10 m/s2) (1)工件經(jīng)多長時(shí)間由工件經(jīng)多長時(shí)間由A端傳送到端傳送到B端？端？ (2)此過程中系統(tǒng)產(chǎn)生多少摩擦熱？此過程中系統(tǒng)產(chǎn)生多少摩擦熱？（3）電動(dòng)機(jī)所做的功是多少？）電動(dòng)機(jī)所做的功是多少？類型一、水平傳送帶模型備注：研究物體運(yùn)動(dòng)備注：研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)以地面為參考系時(shí)以地面為參考系一、受力分析與運(yùn)動(dòng)分析：一、受力分析與運(yùn)動(dòng)分析：(1)剛開始工件受到傳送帶水平向右的滑動(dòng)摩擦力而做勻剛開始工件受到傳送帶水平向右的滑動(dòng)摩擦力而做勻加速運(yùn)動(dòng)。加速運(yùn)動(dòng)。(2)當(dāng)工件速度與傳送帶速度相同時(shí)與傳送帶一起做勻速當(dāng)工件速度與傳送帶速度相同時(shí)與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)，二者之間不再有摩擦力。運(yùn)動(dòng)

4、，二者之間不再有摩擦力。二、功能關(guān)系分析：二、功能關(guān)系分析：(1)工件做勻加速運(yùn)動(dòng)過程中由于工件做勻加速運(yùn)動(dòng)過程中由于v件件v帶，二者發(fā)生相帶，二者發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，工件克服摩擦力做功產(chǎn)生熱量。對(duì)滑動(dòng)，工件克服摩擦力做功產(chǎn)生熱量。(2)工件做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，不再產(chǎn)生摩擦熱。工件做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，不再產(chǎn)生摩擦熱。 命題角度二命題角度二 (1)若工件以若工件以v03 m/s的速度滑上傳送帶，工件的速度滑上傳送帶，工件由由A端到端到B端的時(shí)間及系統(tǒng)摩擦熱為多少？端的時(shí)間及系統(tǒng)摩擦熱為多少？ (2)若工件以若工件以v07 m/s的速度滑上傳送帶呢？的速度滑上傳送帶呢？一、受力分析與運(yùn)動(dòng)分析：一、受力分析與運(yùn)動(dòng)分析

5、：(1)工件以工件以3 m/s的速度滑上傳送帶時(shí)，由于的速度滑上傳送帶時(shí)，由于v件件v帶，工件帶，工件受水平向左的滑動(dòng)摩擦力做勻減速運(yùn)動(dòng)。受水平向左的滑動(dòng)摩擦力做勻減速運(yùn)動(dòng)。(3)當(dāng)當(dāng)v件件v帶時(shí)二者一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)。帶時(shí)二者一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)。二、功能關(guān)系分析：二、功能關(guān)系分析：系統(tǒng)的摩擦熱只產(chǎn)生在工件與傳送帶發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的階段。系統(tǒng)的摩擦熱只產(chǎn)生在工件與傳送帶發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的階段。命題角度三命題角度三如圖如圖132所示，若傳送帶沿逆時(shí)針?biāo)?，若傳送帶沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，且方向轉(zhuǎn)動(dòng)，且v5 m/s，試分析當(dāng)工件以初速度，試分析當(dāng)工件以初速度v03 m/s和和v07 m/s時(shí)，工件的運(yùn)動(dòng)情況，并

6、時(shí)，工件的運(yùn)動(dòng)情況，并求出該過程產(chǎn)生的摩擦熱。求出該過程產(chǎn)生的摩擦熱。 一、受力分析與運(yùn)動(dòng)分析：一、受力分析與運(yùn)動(dòng)分析： (1)v0與與v反向，工件受到與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦反向，工件受到與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力而做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。力而做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。 (2)若工件從傳送帶右端滑出，工件將一直受到摩若工件從傳送帶右端滑出，工件將一直受到摩擦力的作用而做勻減速運(yùn)動(dòng)。擦力的作用而做勻減速運(yùn)動(dòng)。 若工件不能從傳送帶右端滑出，工件將先勻減速若工件不能從傳送帶右端滑出，工件將先勻減速到到v0，然后再反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。，然后再反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 二、功能關(guān)系分析：二、功能關(guān)系分析： (1)工件從傳送

7、帶右端滑出，則產(chǎn)生摩擦熱的距離工件從傳送帶右端滑出，則產(chǎn)生摩擦熱的距離為物塊與傳送帶相對(duì)滑動(dòng)距離，即等于為物塊與傳送帶相對(duì)滑動(dòng)距離，即等于Lvt。 (2)工件先減速后反向加速過程中克服摩擦力做功工件先減速后反向加速過程中克服摩擦力做功產(chǎn)生摩擦熱的距離為工件與傳送帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生摩擦熱的距離為工件與傳送帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的距離。的距離。 類題通法類題通法 (1)當(dāng)v0與v同向時(shí)，只要傳送帶足夠長，無論v0與v的大小關(guān)系如何，最終一定一起勻速。 (2)當(dāng)v0與v反向時(shí)，只要傳送帶足夠長，當(dāng)v0v時(shí)，工件返回到滑入端，速度大小為v。 (3)Qmgx相，中x相為全過程的相對(duì)位移，注意v0與v同向和反向時(shí)

8、的區(qū)別。 2.如圖135所示，水平放置的傳送帶以速度v2 m/s向右運(yùn)行?，F(xiàn)將一小物體輕輕地放在傳送帶A端，小物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2。若A端與B端相距4 m，則小物體由A端到B端所經(jīng)歷的時(shí)間和物體到B端時(shí)的速度大小分別為( ) A2.5 s,2 m/s B1 s,2 m/s C2.5 s,4 m/s D1 s,4 m/s 3如圖136所示，由理想電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的傳送帶以速度v保持水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，把在A處無初速度放入的一工件(其質(zhì)量為m)運(yùn)送到B處。已知A、B之間的距離為L(L足夠長)，則該電機(jī)每傳送完這樣一個(gè)工件需消耗的電能為( ) AmgL BmgL2(1)mv2 C.2(1)mv2

9、 Dmv2 解析：選D 由于A、B間的距離足夠長，所以運(yùn)送過程中物體先加速后勻速，而勻速階段不消耗電能。所以Wmv2/2Q，而QFfx相，x相x帶x物，x帶vt，x物vt/2，F(xiàn)fmamv/t，則有Qt(mv)2(vt)2(1)mv2，所以Wmv2/2mv2/2mv2。 4.水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場和火車站，如圖水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場和火車站，如圖137所所示為一水平傳送帶裝置示意圖，緊繃的傳送帶示為一水平傳送帶裝置示意圖，緊繃的傳送帶AB始終保持恒始終保持恒定的速率定的速率v1 m/s運(yùn)行，一質(zhì)量為運(yùn)行，一質(zhì)量為m4 kg的行李無初速度的行李無初速度放在放在A處，傳送帶對(duì)行李的處，

10、傳送帶對(duì)行李的 圖圖137 滑動(dòng)摩擦力使行李開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，隨后行李又以與滑動(dòng)摩擦力使行李開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)行李與傳送帶之間的傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，A、B間的距離間的距離L2 m，g取取10 m/s2。 (1)求行李剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受滑動(dòng)摩擦力的大小與加速度的大求行李剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受滑動(dòng)摩擦力的大小與加速度的大小。小。 (2)求行李做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。求行李做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。 (3)如果提高傳送帶的運(yùn)行速率，行李就能被較快地傳送到如果提高傳送帶的運(yùn)行速率，行李就能被較快地

11、傳送到B處，求行李從處，求行李從A處傳送到處傳送到B處的最短時(shí)間和傳送帶對(duì)應(yīng)的最小處的最短時(shí)間和傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率。運(yùn)行速率。 類型二 傾斜傳送帶模型 命題角度一如圖133所示，傳送帶與地面的夾角37，A、B兩端間距L16 m，傳送帶以速度v10 m/s，沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，物體m1 kg，無初速度地放置于A端，它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，試求： (1)物體由A端運(yùn)動(dòng)到B端的時(shí)間； (2)系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量。一、受力分析與運(yùn)動(dòng)分析：一、受力分析與運(yùn)動(dòng)分析：(1)開始時(shí)物體沿斜面方向受重力沿斜面向下的分力與斜面對(duì)它沿斜面向下的開始時(shí)物體沿斜面方向受重力沿斜面向下的分力與斜面對(duì)它沿斜面向

12、下的摩擦力而做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。摩擦力而做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。(2)當(dāng)當(dāng)v物物v帶時(shí)，先判斷物體所受重力沿斜面向下的分力與摩擦力的大小關(guān)帶時(shí)，先判斷物體所受重力沿斜面向下的分力與摩擦力的大小關(guān)系，若系，若mgsin mgcos ，則物體繼續(xù)沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)，則物體繼續(xù)沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)(摩擦力的方向向摩擦力的方向向上，合力變小，加速度減小上，合力變小，加速度減小)，若，若mgsinmgcos ，則物體隨斜面一起勻速，則物體隨斜面一起勻速運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。二、功能關(guān)系分析：二、功能關(guān)系分析：無論物體相對(duì)傳送帶如何運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量等于摩擦力乘以它們間的相無論物體相對(duì)傳送帶如何運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量等于摩擦

13、力乘以它們間的相對(duì)路程。對(duì)路程。 命題角度二命題角度二 若傳送帶沿逆時(shí)針方向以若傳送帶沿逆時(shí)針方向以v10 m/s的速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)果又如何？的速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)果又如何？ 解題模板解題模板 一、受力分析與運(yùn)動(dòng)分析：一、受力分析與運(yùn)動(dòng)分析： 傳送帶沿逆時(shí)針方向傳送帶沿逆時(shí)針方向(沿斜面向上運(yùn)動(dòng)沿斜面向上運(yùn)動(dòng))，則物體始，則物體始終受到沿斜面向上的摩擦力，因終受到沿斜面向上的摩擦力，因mgsinmgcos ，則物體一直沿斜面向下做勻加速運(yùn)動(dòng)。，則物體一直沿斜面向下做勻加速運(yùn)動(dòng)。 二、功能關(guān)系分析：二、功能關(guān)系分析： 物體沿斜面下滑的過程中克服摩擦力做功而產(chǎn)生熱物體沿斜面下滑的過程中克服摩擦力做功而

14、產(chǎn)生熱量，相對(duì)滑動(dòng)的距離為傳送帶的長度與傳送帶轉(zhuǎn)過量，相對(duì)滑動(dòng)的距離為傳送帶的長度與傳送帶轉(zhuǎn)過的距離之和。的距離之和。 (1)物體沿傳送帶向下傳送時(shí)，若v物與v帶同向，則物體加速到與傳送帶速度相同時(shí)，若mgsin mgcos ，則物體將繼續(xù)加速，但加速度大小已改變，若mgsin mgcos ，則物體與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)。 (2)物體沿傳送帶向上傳送時(shí)，必有mgcos mgsin ，且物體加速到與傳送帶同速后，一起與傳送帶勻速上升。 1. 如圖如圖134所示為某工廠一輸送工件的傳送帶，所示為某工廠一輸送工件的傳送帶，當(dāng)傳送帶靜止時(shí)，一滑塊正在沿傳送帶勻速下滑。當(dāng)傳送帶靜止時(shí)，一滑塊正在沿傳送帶勻

15、速下滑。某時(shí)刻傳送帶突然開動(dòng)，并按如圖所示的方向高速某時(shí)刻傳送帶突然開動(dòng)，并按如圖所示的方向高速運(yùn)轉(zhuǎn)。滑塊仍從原位置開始下滑，則與傳送帶靜止運(yùn)轉(zhuǎn)?；瑝K仍從原位置開始下滑，則與傳送帶靜止時(shí)相比，滑塊滑到底部所用的時(shí)間將時(shí)相比，滑塊滑到底部所用的時(shí)間將( ) A不變不變 B變長變長 C變短變短 D不能確定不能確定 5.如圖如圖138所示，傳送帶與水平面之間的夾角所示，傳送帶與水平面之間的夾角為為30，其中，其中A、B兩點(diǎn)間的距離為兩點(diǎn)間的距離為l5 m，傳，傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以v1 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)。的速度勻速運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)將一質(zhì)量為現(xiàn)將一質(zhì)量為m10 kg的物體的物體(可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在輕放在傳送帶的傳送帶的A點(diǎn)，已知小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦點(diǎn)，已知小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)因數(shù)2(3)，在傳送帶將小物體從，在傳送帶將小物體從A點(diǎn)傳送到點(diǎn)傳送到B點(diǎn)點(diǎn)的過程中，求：的過