傳送帶模型問題專題分析

1、“傳送帶”模型問題專題分析一模型特點:1水平傳送帶情景一物塊可能運動情況：(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速 情景二(1)v0>v時,可能一直減速,也可能先減速再勻速(2)v0<v時,可能一直加速,也可能先加速再勻速 情景三(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v0>v返回時速度為v,當v0<v返回時速度為v0 2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)水平傳送帶問題:求解關(guān)鍵在于對物體所受摩

2、擦力進行正確的分析判斷。進一步分析物體的運動情況,物體的速度與傳送帶速度相等的時刻摩擦力發(fā)生突變。(2)傾斜傳送帶問題:求解關(guān)鍵在于認真分析物體與傳送帶的相對運動情況。進一步分析物體所受摩擦力的情況及運動情況。當物體速度與傳送帶速度相等時,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的恒定速度運動,傳送帶長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,傳送到右端B處,已知工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.5,試求:工件經(jīng)多少時間由傳送帶左端A運動到右端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

3、距s=3.5m,物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.1,物體滑上傳送帶A端的瞬時速度vA=4m/s,到達B端的瞬時速度設(shè)為vB。下列說法中正確的是()A.若傳送帶不動,vB=3m/sB.若傳送帶逆時針勻速轉(zhuǎn)動,vB一定等于3m/sC.若傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動,vB一定等于3m/sD.若傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動,vB有可能等于3m/s【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帶相同的時刻），對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.滑動摩擦力消失； 2.滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力； 3.滑動摩擦力改變方向；（二）運動分析： 1.注

4、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保持相對靜止作勻速運動呢？還是繼續(xù)加速運動？ 3.判斷傳送帶長度臨界之前是否滑出？（三）傳送帶模型的一般解法1.確定研究對象；2.受力分析和運動分析，（畫出受力分析圖和運動情景圖），注意摩擦力突變對物體運動的影響；3.分清楚研究過程，利用牛頓運動定律和運動學(xué)規(guī)律求解未知量。傳送帶的具體類型剖析：一、傳送帶問題中力與運動情況分析在處理傳送帶上的力和運動的關(guān)系時，要依據(jù)物體的受力情況，判斷物體的運動性質(zhì)；也有依據(jù)物體的運動性質(zhì)，去求解物體的受力情況1、水平傳送帶上的力與運動情況分析例1水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于車站、碼頭，工廠

5、、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=1m/s的速率運行，一質(zhì)量為m=4kg的工件無初速度地放在A處，傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運動，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動，設(shè)行李與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)=0.1，AB的之間距離為L=2m，g取10m/s2欲用最短時間把工件從A處傳送到B處，求傳送帶的運行速度至少為多大？答：傳送帶的運行速度至少為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L8m，以速度v4m/s沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，現(xiàn)有一個質(zhì)量為m10kg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

6、與皮帶間的動摩擦因數(shù)為0.6 ，則旅行包從傳送帶的A端到B端所需要的時間是多少？（g10m/s2 ,且可將旅行包視為質(zhì)點）圖 甲 點評 例2與例1最大的區(qū)別是被運送的物體的初速度比傳送帶運動的速度要大得多，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摩擦力的方向，此時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動情況會影響受力情況，進而影響后來的運動情況3、（2006年全國理綜I第24題）一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點），煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為。初始時，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開始運動，當其速度達到v0后，便以

7、此速度做勻速運動，經(jīng)過一段時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對于傳送帶不再滑動。求此黑色痕跡的長度點評 本題中的傳送帶不是以恒定的速度運轉(zhuǎn)，而是以恒定的加速度開始運動，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動，但題目隱含了起始段煤塊的加速度小于傳送帶的加速度，由于兩個加速度大小不一樣，所以煤塊在傳送帶上的運動要比以上兩例復(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度”實為煤塊相對于傳送帶的位移審清題意，選好研究對象，分析清楚物理過程，在此基礎(chǔ)上，可從不同的角度來解答解法一運用力和運動的觀點，屬常規(guī)解法；解法二則運用速度圖象，直觀簡捷，甚至可一步寫

8、出解題結(jié)果本題取材于生活實際，以“力和運動的關(guān)系”的知識為載體，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解決實際問題能力?？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)系實際且立意高的好題2、傾斜傳送帶上的力與運動情況分析4如圖所示，傳送帶與水平方向夾37°角，AB長為L16m的傳送帶以恒定速度v10m/s運動，在傳送帶上端A處無初速釋放質(zhì)量為m0.5kg的物塊，物塊與帶面間的動摩擦因數(shù)0.5，求：（1）當傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時，物塊從A到B所經(jīng)歷的時間為多少？ 370AB（2）當傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時，物塊從A到B所經(jīng)歷的時間為多少？ (sin3

9、7°0.6，cos37°0.8，取g10 m/s2)所以物塊從A到B的時間為：tt1t22s點評 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。從本題的解答過程中我們可以得到以下三點啟示：（1）解答“運動和力”問題的關(guān)鍵是要分析清楚物體的受力情況和運動情況，弄清所給問題的物理情景加速度是動力學(xué)公式和運動學(xué)公式之間聯(lián)系的橋梁（2）審題時應(yīng)注意對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tan時，物塊在加速至與傳送帶速度相同后，物塊將與傳送帶相對靜止，并同傳送帶一起勻速運動；當tan時，物塊在獲得與傳送帶相同的速度后仍繼續(xù)加

10、速（3）滑動摩擦力的方向并不總是阻礙物體的運動，而是阻礙物體間的相對運動。它可能是是阻力，也可能是動力3、水平和傾斜組合傳送帶上的力與運動情況分析5 、 如圖甲所示的傳送帶，其水平部分ab的長度為2 m，傾斜部分bc的長度為4 m，bc與水平面的夾角37°，現(xiàn)將一小物塊A（可視為質(zhì)點）輕輕放在傳送帶的a端，物塊A與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)0.25傳送帶沿圖甲所示方向以v2 m/s 的速度勻速運動，若物塊A始終未脫離傳送帶，試求小物塊A從a端被傳送到c端所用的時間？（取g10m/s2 ，sin37°0.6 ,cos37°0.8 ）圖乙圖甲圖丙點評 解答此題的關(guān)鍵是準確

11、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)的傳送帶上的運動情況。在具體的分析過程中應(yīng)該注意物塊在水平和傾斜傳送帶上的受力和運動情況的特點來分析，說到底還是力和運動關(guān)系問題二、傳送帶問題中能量轉(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勻速運動，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摩擦因數(shù)為，當小木塊與傳送帶相對靜止時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的內(nèi)能是( )FNfmgA、mv2 B、2mv2 C、 D、 點評 傳送帶上的能量問題是有其特點的：其一是在傳送帶上的物體和傳送帶相對滑動過程中是一對滑動摩擦力做功；其二是這一對滑動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），并且一個是正功一個是負功；其三是一對摩擦力做功的代數(shù)和是負值，這表明機械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化的量即是兩功差值的絕對值。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°