“傳送帶”模型問(wèn)題專題分析

1、“傳送帶 ”模型問(wèn)題專題分析一模型特點(diǎn) :1水平傳送帶情景一物塊可能運(yùn)動(dòng)情況：(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景二(1)v0v 時(shí) ,可能一直減速 ,也可能先減速再勻速(2)v0v 返回時(shí)速度為v,當(dāng)v0v返回時(shí)速度為v02 傾斜傳送帶。情景一(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景二(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 加速二 .思路方法 :(1)水平傳送帶問(wèn)題 :求解關(guān)鍵在于對(duì)物體所受摩擦力進(jìn)行正確的分析判斷。進(jìn)一步分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,物體的速度與傳送帶速度相等的時(shí)刻摩擦力發(fā)生突變。(2)傾斜傳送帶問(wèn)題 :求解關(guān)鍵在于認(rèn)真分析物體與傳送

2、帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況。進(jìn)一步分析物體所受摩擦力的情況及運(yùn)動(dòng)情況。當(dāng)物體速度與傳送帶速度相等時(shí),物體所受摩擦力可能發(fā)生突變。例 1.如圖所示 ,水平傳送帶以5m/s 的恒定速度運(yùn)動(dòng) ,傳送帶長(zhǎng) l=2.5m, 今在其左端 A 處將一工件輕輕放在上面,工件被帶動(dòng) ,傳送到右端 B 處 ,已知工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù) =0.5,試求 :工件經(jīng)多少時(shí)間由傳送帶左端A運(yùn)動(dòng)到右端 B?(g 取 10m/s2)答案 :1s2.(多選 )(2017 錦州模擬 )如圖所示 ,水平傳送帶 A、 B 兩端相距 s=3.5m,物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1,物體滑上傳送帶A 端的瞬時(shí)速度vA=4m/s, 到達(dá) B

3、端的瞬時(shí)速度設(shè)為vB。下列說(shuō)法中正確的是()A.若傳送帶不動(dòng) ,vB=3m/sB.若傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),vB 一定等于 3m/sC.若傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),vB 一定等于 3m/sD.若傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),vB 有可能等于3m/s- 1 -【解析】選A、 B、 D總結(jié) :（一）受力分析：傳送帶模型中要注意摩擦力的突變（發(fā)生在v物與 v帶相同的時(shí)刻） ，對(duì)于傾斜傳送帶模型要分析mgsin 與 f 的大小與方向。突變有下面三種：1.滑動(dòng)摩擦力消失；2.滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力；3.滑動(dòng)摩擦力改變方向；（二）運(yùn)動(dòng)分析：1.注意參考系的選擇，傳送帶模型中選擇地面為參考系；2.判斷共速以后是與傳送帶

4、保持相對(duì)靜止作勻速運(yùn)動(dòng)呢？還是繼續(xù)加速運(yùn)動(dòng)？3.判斷傳送帶長(zhǎng)度臨界之前是否滑出？（三）傳送帶模型的一般解法1.確定研究對(duì)象；2.受力分析和運(yùn)動(dòng)分析， （畫出受力分析圖和運(yùn)動(dòng)情景圖），注意摩擦力突變對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響；3.分清楚研究過(guò)程，利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解未知量。傳送帶的具體類型剖析：一、傳送帶問(wèn)題中力與運(yùn)動(dòng)情況分析在處理傳送帶上的力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系時(shí)，要依據(jù)物體的受力情況，判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；也有依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，去求解物體的受力情況1、水平傳送帶上的力與運(yùn)動(dòng)情況分析例 1 水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于車站、碼頭，工廠、車間如圖所示為水平傳送帶裝置示意圖，繃緊的傳送帶 AB 始終以 v0

5、m=4kg 的工件無(wú)初速度地放在A 處，傳送帶對(duì)行李的滑=1m/s 的速率運(yùn)行，一質(zhì)量為動(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動(dòng)摩擦因數(shù) =0.1， AB 的之間距離為 L=2m，g 取 10m/s2欲用最短時(shí)間把工件從A 處傳送到 B 處，求傳送帶的運(yùn)行速度至少為多大？答：傳送帶的運(yùn)行速度至少為2m/s2、 如圖甲所示為車站使用的水平傳送帶的模型，傳送帶長(zhǎng) L 8m，以速度 v 4m/s 沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m 10kg 的旅行包以速度v010m/s 的初速度水平地滑上水平傳送帶已知旅行包與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

6、0.6 ，則旅行包從傳送帶的A 端到 B 端所需要的時(shí)間是多少？（g10m/s2,且可將旅行包視為質(zhì)點(diǎn)）點(diǎn)評(píng)例 2 與例 1 最大的區(qū)別是被運(yùn)送的物體的初速度比傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度要大得多，這一題設(shè)條件的變化，直接影響到工件在傳送帶上所受的滑動(dòng)摩擦力的方向，此時(shí)摩擦力所起到的作用不是例 1 中使物體加速，而是使物體減速顯而易見初始運(yùn)動(dòng)情況會(huì)影圖甲響受力情況，進(jìn)而影響后來(lái)的運(yùn)動(dòng)情況3、（2006年全國(guó)理綜 I 第 24 題）一水平的淺色長(zhǎng)傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），煤塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。初始時(shí)， 傳送帶與煤塊都是靜止的。現(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運(yùn)動(dòng)， 當(dāng)其速度達(dá)到 v0后，便

7、以此速度做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)。求此黑色痕跡的長(zhǎng)度點(diǎn)評(píng) 本題中的傳送帶不是以恒定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，而是以恒定的加速度開始運(yùn)動(dòng)，由于傳送帶的和煤塊的速度不等，所以煤塊在傳送帶上也做加速運(yùn)動(dòng)，但題目隱含了起始段煤塊的加速度小于傳送帶的加速度，由于兩個(gè)加速度大小不一樣，所以煤塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)要比以上兩例復(fù)雜。解題的關(guān)鍵是弄清題中所求“傳送帶上留下的黑色痕跡的長(zhǎng)度”實(shí)為煤塊相對(duì)于傳送帶的位移審清題意，選好研究對(duì)象，分析清楚物理過(guò)- 2 -程，在此基礎(chǔ)上，可從不同的角度來(lái)解答解法一運(yùn)用力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)，屬常規(guī)解法；解法二則運(yùn)用速度圖象，直觀簡(jiǎn)捷，

8、甚至可一步寫出解題結(jié)果本題取材于生活實(shí)際，以“力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系”的知識(shí)為載體，著眼于考查學(xué)生的理解能力、推理能力、綜合分析能力、建立理想化模型用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題能力?？梢姳绢}很好地考查了考生的物理素養(yǎng)和學(xué)以致用的能力，堪稱一道聯(lián)系實(shí)際且立意高的好題2、傾斜傳送帶上的力與運(yùn)動(dòng)情況分析4如圖所示，傳送帶與水平方向夾37角， AB 長(zhǎng)為 L 16m 的傳送帶以恒定速度v 10m/s 運(yùn)動(dòng)，在傳送帶上端 A 處無(wú)初速釋放質(zhì)量為m 0.5kg 的物塊，物塊與帶面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0.5，求：（1）當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊從A 到 B 所經(jīng)歷的時(shí)間為多少？（ 2）當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊從A 到 B 所經(jīng)歷

9、的時(shí)間為多少？(sin37 0.6，cos37 0.8，取 g 10 m/s2)AB370所以物塊從A 到 B 的時(shí)間為： t t1 t2 2s點(diǎn)評(píng) 解答本題的關(guān)鍵是分析摩擦力的方向，以及摩擦力向上和向下的條件。從本題的解答過(guò)程中我們可以得到以下三點(diǎn)啟示：1）解答“運(yùn)動(dòng)和力”問(wèn)題的關(guān)鍵是要分析清楚物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，弄清所給問(wèn)題的物理情景加速度是動(dòng)力學(xué)公式和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式之間聯(lián)系的橋梁（ 2）審題時(shí)應(yīng)注意對(duì)題給條件作必要的定性分析和半定量的分析。如：由本題中給出的 和 值可作出以下判斷： 當(dāng) tan 時(shí)，物塊在加速至與傳送帶速度相同后，物塊將與傳送帶相對(duì)靜止，并同傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng) ta

10、n 時(shí)，物塊在獲得與傳送帶相同的速度后仍繼續(xù)加速3）滑動(dòng)摩擦力的方向并不總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，而是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。它可能是是阻力，也可能是動(dòng)力3、水平和傾斜組合傳送帶上的力與運(yùn)動(dòng)情況分析5 、 如圖甲所示的傳送帶，其水平部分ab的長(zhǎng)度為2m，傾斜部分bc的長(zhǎng)度為4m，bc與水平面的夾角 37，現(xiàn)將一小物塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕輕放在傳送帶的a 端，物塊 A 與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0.25傳送帶沿圖甲所示方向以v2m/s 的速度勻速運(yùn)動(dòng)，若物塊A 始終未脫離傳送帶，試求小物塊從 a 端被傳送到 c 端所用的時(shí)間？（取g10m/s2， sin37 0.6 ,cos370.8 ）圖乙圖甲點(diǎn)評(píng)解答

11、此題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確分析物塊在水平和傾斜傳送帶上的受力情況，并據(jù)此分析出物塊在兩種狀態(tài)的傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況。在具體的分析過(guò)程中應(yīng)該注意物塊在水平和傾斜傳送帶上的受力和運(yùn)動(dòng)情況的特點(diǎn)來(lái)分析，說(shuō)到底還是力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系問(wèn)題二、傳送帶問(wèn)題中能量轉(zhuǎn)化情況的分析1、水平傳送帶上的能量轉(zhuǎn)化情況分析6、如圖所示，水平傳送帶以速度v 勻速運(yùn)動(dòng)，一質(zhì)量為m 的小木塊由靜止輕放到傳送帶上，若小木塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ，當(dāng)小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的內(nèi)能是()A 、 mv2B、 2mv2C、1mv24- 3 -mgD、1mv22點(diǎn)評(píng)傳送帶上的能量問(wèn)題是有其特點(diǎn)的：其一是在傳送帶上的物體和傳送帶相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中是一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功；其二是這一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的情形是力的大小相等，位移不等（恰好相差一倍），并且一個(gè)是正功一個(gè)是負(fù)功；其三是一對(duì)摩擦力做功的代數(shù)和是負(fù)值，這表明機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化的量即是兩功差值的絕對(duì)值。2、傾斜傳送帶上的能量轉(zhuǎn)化情況分析7、如圖所示 ,繃緊的傳送帶與水平面的夾角 =30 ,傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下 ,