高中物理傳送帶模型(解析版)

1、送帶模型1 .模型特征(1)水平傳送帶模型項目圖示滑塊可能的運動情況1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速to 2rj(1)vo>v時，可能一直減速，也可能先減速冉勻速(2)vo<v時，可能一直加速，也可能先加速再勻速to 3% d(1)傳送帶較短時，滑塊一直減速達到左端(2)傳送帶較長時，滑塊還要被傳送帶傳回右端。其中丫0>丫返回時速度為V,當(dāng)Vo<V返回時速度為vo(2)傾斜傳送帶模型項目圖示滑塊可能的運動情況1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速tO 2(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能先以a1加速后以a2加速tO 3(1)可能一直加速(2

2、)可能一直勻速(3)可能先加速后勻速(4)可能先減速后勻速(5)可能先以a1加速后以a2加速(6)可能一直減速tO 4產(chǎn)(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先減速后反向加速(4)可能一直減速2 .注意事項(1)傳送帶模型中要注意摩擦力的突變滑動摩擦力改變方向滑動摩擦力消失 滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力(2)傳送帶與物體運動的牽制。牛頓第二定律中a是物體對地加速度，運動學(xué)公式中S是物體對地的位移，這一點必須明確。(3)分析問題的思路:初始條件一相對運動一判斷滑動摩擦力的大小和方向一分析出物體受的合外力和加速度大小和方向 由物體速度變化再分析相對運動來判斷以后的受力及運動狀態(tài)的改變?！镜淅?

3、】如圖所示，傳送帶的水平部分長為L,運動速率恒為 v,在其左端無初速放上木塊，若木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為則木塊從左到右的運動時間可能是()【典例2】如圖所示，傾角為37。，長為l=16 m的傳送帶，轉(zhuǎn)動速度為v=10 m/s,動摩擦因數(shù) 尸0.5, 在傳送帶頂端 A處無初速度地釋放一個質(zhì)量為 m= 0.5 kg的物體.已知sin 37 = 0.6, cos 37 = 0.8 ,g= 10 m/s2 求：(1)傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時，物體從頂端A滑到底端B的時間；(2)傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時，物體從頂端A滑到底端B的時間.【答案】(1)4 s (2)2 s【典例3】如圖所示，與水平面成0= 30&#

4、176;的傳送帶正以v=3 m/s的速度勻速運行，A、B兩端相距l(xiāng) =13.5 m?，F(xiàn)每隔1 s把質(zhì)量m=1 kg的工件(視為質(zhì)點)輕放在傳送帶上，工件在傳送帶的帶動下向上運動，工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)尸率,取g= 10 m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。求：5(1)相鄰工件間的最小距離和最大距離；(2)滿載與空載相比，傳送帶需要增加多大的牽引力?【答案】（1）0.50 m 3.0 m （2）33 N【解析】（1）設(shè)工件在傳送帶加速運動時的加速度為a,則mgos。 mgsin 0= ma代入數(shù)據(jù)解得a= 1.0 m/s2剛放上下一個工件時，該工件離前一個工件的距離最小，且最小距離dmin =

5、2a解得 dmin=0.50 m當(dāng)工件勻速運動時兩相鄰工件相距最遠，則dmax= vt= 3.0 m。（2）由于工件加速時間為 ti = v=3.0 s,因此傳送帶上總有三個 （n1= 3）工件正在加速，故所有做加速運動 a的工件對傳送帶的總滑動摩擦力Ff1= 3mcos 0在滑動摩擦力作用下工件移動的位移x= v-= 4.5 m2a l x 傳送帶上勻速運動的工件數(shù)n2=l-= 3dmax當(dāng)工件與傳送帶相對靜止后，每個工件受到的靜摩擦力Ff0= mgsin 0,所有做勻速運動的工件對傳送帶的總靜摩擦力 Ff2 = n2Ff0與空載相比，傳送帶需增大的牽引力F = Ff1 + Ff2聯(lián)立解得F

6、=33 No【跟蹤短訓(xùn)】1.如圖所示，傳送帶保持v= 1 m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)將一質(zhì)量m= 0.5 kg的物體輕輕地放在傳送帶的左端a點上，則物體從a點運動到右端b點所經(jīng)歷的時間為（設(shè)物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)尸0.1,a、b 間的距離 L = 2.5 m, g 取 10 m/s2）（）«n b一 。A.V5 sB.（V6-1） sC.3 sD.2.5 s【答案】 C【解析】物體開始做勻加速直線運動，白=慰=1 m*速度達到傳送帶的速度時發(fā)生的位移1Vl-x 25-05擊tn=（X5m<&所經(jīng)歷的時間物體接著做勻速直線運動，所經(jīng)歷的時間七二上居1uIk1s=20故

7、物體從口點運動到b點所經(jīng)歷的時間t . = ? + /2=3 s.2.如圖甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率V1運行.初速度大小為V2的小物塊從與傳送帶等高小物塊在傳送帶上運動的V -t圖象的光滑水平地面上的 A處滑上傳送帶.若從小物塊滑上傳送帶開始計時, （以地面為參考系）如圖乙所示.已知 V2>V1,則（）.甲A. t2時刻，小物塊離 A處的距離達到最大(I乙警B. t2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大C. 0t2時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向一直向右D. 0t3時間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用【答案】BC【解析】相對地面而言，小物塊在0ti時間內(nèi)，向左做勻減速

8、運動，tit2時間內(nèi)，又反向向右做勻加速運動，當(dāng)其速度與傳送帶速度相同時(即t2時刻)，小物塊向右做勻速運動. 故小物塊在t1時刻離A處距離最大，A錯誤.相對傳送帶而言，在0t2時間內(nèi)，小物塊一直相對傳送帶向左運動，故一直受向右的滑動摩擦力，在t2t3時間內(nèi)，小物塊相對于傳送帶靜止，小物塊不受摩擦力作用，因此t2時刻小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大值，B、C正確，D錯誤.3.如圖所示，足夠長的傳送帶與水平面夾角為以以速度V0逆時針勻速轉(zhuǎn)動，在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小木塊,D小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)四tan 0,則圖中能客觀地反映小木塊的速度隨時間變化關(guān)系的是(4. 一水平傳送

9、帶以2.0 m/s的速度順時針傳動，水平部分長為2.0 m,其右端與一傾角為0= 37。的光滑斜面平滑相連，斜面長為0.4 m, 一個可視為質(zhì)點的物塊無初速度地放在傳送帶最左端，已知物塊與傳送帶間動摩擦因數(shù) 產(chǎn)0.2,試問:(sin 37 = 0.6, g 取(1)物塊到達傳送帶右端的速度;(2)物塊能否到達斜面頂端？若能則說明理由，若不能則求出物塊上升的最大高度.10 m/s2)【答案】(1)2 m/s (2)不能 0.2 m【解析】(1)物塊在傳送帶上先做勻加速直線運動.2由mg= ma1, x1 =竺-, 可得 x1 = 1 m< L 2ai,故物塊到達傳送帶右端前已勻速運動，速度為2 m/s.(2)物塊以速度vo沖上斜面，之后做勻減速直線運動，21由 mgsin 0= ma2, *2=魯W導(dǎo) X2 = - m<0.4 m. 2a23故物塊沒有到達斜面的最高點，物塊上升的最大高度 hm= x2sin 0= 0.2 m始終保持V0= 2 m/s的速1.9 s,工件被傳送到 h5.如圖所示，