高中物理第一輪復(fù)習(xí)精品資料+傳送帶中的動力學(xué)問題

1、傳送帶中的動力學(xué)問題傳送帶是應(yīng)用比較廣泛的一種傳送裝置，以其為素材的物理題大都具有情景模糊、條件隱蔽、過程復(fù)雜的特點(diǎn)。但不管傳送帶如何運(yùn)動，只要我們分析清楚物體所受的摩擦力的大小、方向的變化情況，就不難分析物體的狀態(tài)變化情況。對于不同的放置，傳送帶上物體的受力情況不同，導(dǎo)致運(yùn)動情況也不同，現(xiàn)將傳送帶按放置情況分析如下：一、水平傳送帶問題的變化類型1傳送帶勻速運(yùn)動物體初速為零例1如圖，水平傳送帶兩個轉(zhuǎn)動軸軸心相距20m，正在以v4.0m/s的速度勻速傳動，某物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.1,將該物塊從傳送帶左端無初速地輕放在傳送帶上，則經(jīng)過多長時間物塊將到達(dá)傳送帶的右端（g=1

2、0m/s2） ？例2（1）題中，若水平傳送帶兩個轉(zhuǎn)動軸心相距為2.0m，其它條件不變，則將該物體從傳送帶左端無初速地輕放在傳送帶上，則經(jīng)過多長時間物體將到達(dá)傳送帶的右端（g=10m/s2）？例3（1）題中，若提高傳送帶的速度，可以使物體從傳送帶的一端傳到另一端所用的時間縮短。為使物體傳到另一端所用的時間最短，傳送帶的最小速度是多少？2傳送帶勻速運(yùn)動物體初速不為零，物體運(yùn)動方向與傳送帶運(yùn)動方向相同例4、一水平傳送帶兩輪之間距離為20m，以2m/s的速度做勻速運(yùn)動。已知某小物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.1，將該小物體沿傳送帶同樣的方向以4m/s的初速度滑出，設(shè)傳送帶速率不受影響，則物體從左端運(yùn)動

3、到右端所需時間是多少？3傳送帶勻速運(yùn)動物體初速不為零，物體運(yùn)動方向與傳送帶運(yùn)動方向相反HA例5如圖，一物塊沿斜面由H高處由靜止滑下，斜面與水平傳送帶相連處為光滑圓弧，物體滑離傳送帶后做平拋運(yùn)動，當(dāng)傳送帶靜止時，物體恰落在水平地面上的A點(diǎn)，則下列說法正確的是（ ）。A當(dāng)傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時，物體落點(diǎn)一定在A點(diǎn)的左側(cè)B當(dāng)傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時，物體落點(diǎn)一定落在A點(diǎn)C當(dāng)傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時，物體落點(diǎn)可能落在A點(diǎn)D當(dāng)傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時，物體落點(diǎn)一定在A點(diǎn)的右側(cè)例6、如圖示，距地面高度h=5m的平臺邊緣水平放置一兩輪間距為d=6m的傳送帶，一小物塊從平臺邊緣以v0=5m/s的初速度滑上傳送帶。已知平臺光滑，物塊

4、與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.2，設(shè)傳送帶的轉(zhuǎn)動速度為v'，且規(guī)定順時針轉(zhuǎn)動v'為正，逆時針轉(zhuǎn)動v'為負(fù)。試試分析畫出小物塊離開傳送帶右邊緣落地的水平距離S與v'的變化關(guān)系圖線。4傳送帶勻變速運(yùn)動時例7、將粉筆頭A輕放在以2 m/s的恒定速度運(yùn)動的足夠長水平傳送帶上后，傳送帶上留下一條長度為4 m的劃線(1) 求在此過程中，物塊的加速度是多大？（2）若使該傳送帶改做加速度大小為1.5 m/s2的勻減速運(yùn)動直至速度為零，并且在傳送帶開始做勻減速運(yùn)動的同時，將另一粉筆頭B輕放在傳送帶上，則粉筆頭B停止在傳送帶上的位置與劃線起點(diǎn)間的距離為多少?  二

5、傾斜傳送帶問題的變化類型例8：如圖所示，傾斜傳送帶與水平方向的夾角為=37°，將一小物塊輕輕放在正在以速度v=10m/s勻速逆時針傳動的傳送帶的上端，物塊和傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為µ0.5（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力的大?。瑐魉蛶善л嗇S心間的距離為L29m，求將物塊從頂部傳到傳送帶底部所需的時間為多少（g=10m/s2） ？v例9：上題中若，物塊下滑時間為多少？例10：（如圖所示）傳送帶與水平方向夾角為，當(dāng)傳送帶靜止時，在傳送帶上端輕放一小物塊A，物塊下滑到底端時間為t，則下列說法正確的是（ ）。A當(dāng)傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時，物塊下滑的時間一定大于tB當(dāng)傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時

6、，物塊下滑的時間一定等于tC當(dāng)傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時，物塊下滑的時間可能等于tD當(dāng)傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時，物塊下滑的時間一定小于t三綜合練習(xí)例11：如圖所示，AB是一段位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，高度為h，末端B處的切線方向水平。一個質(zhì)量為m的小物體P從軌道頂端A處由靜止釋放，滑到B端后飛出，落到地面上的C點(diǎn)，軌跡如圖中虛線BC所示。已知它落地時相對于B點(diǎn)的水平位移OC=?，F(xiàn)在軌道下方緊貼B點(diǎn)安一水平傳送帶，傳送帶的右端與B距離為l/2 。當(dāng)傳送帶靜止時，讓P再次從A點(diǎn)由靜止釋放，它離開軌道并在傳送帶上滑行后從右端水平飛出，仍然落在地面的C點(diǎn)。當(dāng)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動帶動傳送帶以速度v勻速向右運(yùn)動時（其它條件不變）

7、。P的落點(diǎn)為D。不計(jì)空氣阻力。（1）求P與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)。（2）求出O、D間距離S隨速度v變化函數(shù)關(guān)系式 傳送帶中的動力學(xué)問題參考答案例1：解析：物塊放到傳送帶上后先做勻加速運(yùn)動，若傳送帶足夠長，勻加速運(yùn)動到與傳送帶同速后再與傳送帶一同向前做勻速運(yùn)動物塊勻加速時間=4s物塊勻加速位移=8m 20m>8m 以后小物塊勻速運(yùn)動 物塊勻速運(yùn)動的時間物塊到達(dá)傳送帶又端的時間為：例2：解析：若水平傳送帶軸心相距2.0m，則根據(jù)上題中計(jì)算的結(jié)果則2m<8m，所以物塊在兩米的位移內(nèi)將一直做勻加速運(yùn)動，因此例3解析：當(dāng)物體一直做勻加速運(yùn)動時，到達(dá)傳送帶另一端所用時間最短，所以傳送帶最小速度

8、為：例4：分析與解：小物體剛滑上傳送帶時的速度大于傳送帶的速度，物體相對于傳送帶向右滑動，受到向左的滑動摩擦力而向右減速運(yùn)動。當(dāng)小物體速度減至傳送帶速度時，物體與傳送帶間沒有相對運(yùn)動，物體不受摩擦力而隨傳送帶勻速運(yùn)動。解此題可用以下幾式：a=µg=1m/s2 從開始滑動到二者速度相等所用的時間t1=(v-v0)/a=2s,物塊運(yùn)動的位移為s=(v2-v02)/2a=6m, 勻速運(yùn)動的位移為L-s=14m, 勻速運(yùn)動所用的時間為t2=7s,所以，物塊運(yùn)動的總時間為t=t1+t2=9s例5：BC，分析與解：傳送帶的運(yùn)動不受影響。當(dāng)傳送帶靜止時，小物體以初速度v0滑上傳送帶，相對于傳送帶右

9、滑，受傳送帶向左、大小為f=N=mg的滑動摩擦力，其加速度a=g，方向向左，因此物體向右減速至右輪邊緣時速度為,落點(diǎn)距離，其中L為傳送帶兩輪間距。所以，水平位移的大小取決于物體離開皮帶時的速度。當(dāng)傳送帶隨輪逆時針轉(zhuǎn)動時，小物體的相對運(yùn)動、受力、加速度大小及方向、初始條件均未發(fā)生任何變化，小物體對地位移也未變化，因此物體將仍落在A點(diǎn)。答案B正確。    當(dāng)傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時，有三種可能：設(shè)傳送帶的速度為V，(1)當(dāng)時，即物體剛沖上傳送帶時，速度小于傳送帶運(yùn)動速度，物體相對傳送帶向左運(yùn)動，物體受傳送帶滑動摩擦力大小仍為f=mg,但與原速度方向相同而做勻加速運(yùn)動，物體可

10、能先加速后勻速，此時，落在A點(diǎn)的右邊，也可能一直加速，此時，也落在A點(diǎn)的右邊。所以，不管那種情況，只要物體離開傳送帶時的速度，由平拋知識知道物體一定落于在A點(diǎn)右邊，    (2)當(dāng)時，即物體剛沖上傳送帶時正好與傳送帶速度大小方向都相同，與傳送帶之間沒有相對滑動，不受傳送帶的摩擦力，而保持v0做勻速直線運(yùn)動，離開傳送帶時，則物體應(yīng)落在A點(diǎn)右邊，    (3)當(dāng)時，即物體滑上傳送帶時速度大于傳送帶速度，則物體受到方向與v0相反，大小仍為f=mg的滑動摩擦力作用而減速，其又分為兩種情況：    a.若物體先減速

11、后勻速行至右端，,物體將落在A點(diǎn)右邊。   b.若物體一至減速到傳送帶右端，,則物體仍落在A點(diǎn)。例6：分析與解：.當(dāng)皮帶靜止或逆時針轉(zhuǎn)動時，a=µg=2m/s2,物體離開皮帶時的速度都是v=(v02-2as)=1m/s .當(dāng)皮帶順時針轉(zhuǎn)動且物體在傳送帶上一直加速時，物體離開傳送帶的最大速度為v=7m/s，與傳送帶的速度相同，。當(dāng)傳送帶的速度小于7m/s時，物體拋出時的速度與與傳送帶的速度相同，由此畫出圖像如右圖例7：解：設(shè)傳送帶的動摩擦因素為，則A、B在傳送帶上滑動時 對A: ；解出 a=0.5m/s2     &

12、#160;          對B：;劃線長 ； 解出                                  因粉筆a=0.5m/s2<a    故傳送

13、帶先減速為零。； 向前滑 故         小結(jié)：對水平放置的傳送帶，首先要對放在傳送帶上的物體進(jìn)行受力分析，分清物體所受摩檫力是阻力還是動力，其二是對物體進(jìn)行運(yùn)動狀態(tài)分析，即對靜態(tài)動態(tài)終態(tài)進(jìn)行分析和判斷，對其全過稱作出合理分析、推論，進(jìn)而采用有關(guān)物理規(guī)律求解。GG2G1fN 例8：解析：物塊放到傳送帶上后，沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動，開始時相對于傳動帶向上運(yùn)動，受到的摩擦力向下（物體受力如圖所示），所以： （1）NGcos（2） （3） （4）由以上四式可得：GG2G1fN 當(dāng)物體加速到與傳送帶同速時，位移為：物塊加速到

14、與傳送帶同速后，由于，所以物塊相對于傳送帶向下運(yùn)動，摩擦力變?yōu)檠匦泵嫦蛏希ㄊ芰θ鐖D示）所以加速度為因此物體運(yùn)動的總時間為例9：解析：若，開始（即物塊與傳送帶同速前）物體運(yùn)動情況與上題相同，即，當(dāng)物塊與傳送帶同速后，由于，所以物塊與傳送帶同速后與傳送帶一起做勻速運(yùn)動，則，因此時間為：。例10：BD   小結(jié)：對傾斜放置的傳送帶，一定要注意加速度是否發(fā)生突變，其中“速度相等”是這類題解答過程中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。µ和tan的大小關(guān)系是這類問題的隱含條件。物體 物體繼續(xù)做加速運(yùn)動 ， 物體與皮帶一起勻速運(yùn)動 例11： 解析：這是一道滑塊平拋與傳送帶結(jié)合起來的綜合題。（1）沒有傳送帶時，物體離開B點(diǎn)作平拋運(yùn)動 根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mv02mgh， 解得v0當(dāng)B點(diǎn)下方的傳送帶靜