高中物理傳送帶問題全面

1、傳送帶題型分類解析 傳送帶問題是以生活中物理現(xiàn)象為依據(jù)，所涉及的物理知識包括運(yùn)動和力、功和能、圓周運(yùn)動以及動量等，能比較全面考查我們的知識，培養(yǎng)我們的思維和能力，具有一定的典型性，當(dāng)然也是考試命題的熱點(diǎn)之一。1.一般步驟:以滑塊為研究對象，逐段進(jìn)行雙分析，確定符合的規(guī)律，列方程求解。特別注意滑塊與帶子的速度關(guān)系對摩擦力的影響。2.常用方法: 動力學(xué)方法 圖像法 功能關(guān)系法 動量的觀點(diǎn)一般分類：1.水平傳送帶勻速運(yùn)動3.斜面形傳送帶4.組合傳送帶2.水平傳送帶變速運(yùn)動五、分類解析（三）斜面形傳送帶1.傳送帶勻速向上運(yùn)動（1）物體由頂端釋放（2）物體由底端釋放2.傳送帶勻速向下運(yùn)動（1）物體由頂端

2、釋放（2）物體由底端釋放 專題解說一.命題趨向與考點(diǎn) 傳送帶問題是以真實物理現(xiàn)象為依據(jù)的問題，它既能訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，又能聯(lián)系科學(xué)、生產(chǎn)和生活實際，因而，這種類型問題具有生命力，當(dāng)然也就是高考命題專家所關(guān)注的問題 二.知識概要與方法傳送帶類分水平、傾斜兩種;按轉(zhuǎn)向分順時針、逆時針轉(zhuǎn)兩種。（1）受力和運(yùn)動分析：受力分析中的摩擦力突變（大小、方向）發(fā)生在V物與V帶相同的時刻；運(yùn)動分析中的速度變化相對運(yùn)動方向和對地速度變化。分析關(guān)鍵是：一是 V物、V帶的大小與方向；二是mgsin與f的大小與方向。 專題解說 例1、如圖所示，水平傳送帶兩端相距s=8m，工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.6，工件滑上A端

3、時速度vA=10 m/s，設(shè)工件到達(dá)B端時的速度為vB （g=10m/s2）（1）若傳送帶靜止不動，求vB （2）若傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動，工件還能到達(dá)B端嗎？若不能，說明理由；若能，求vB通過哪些措施可以使得物體不能到達(dá)B端？ （3）若傳送帶以v=13m/s順時針勻速轉(zhuǎn)動，求vB及工件由A到B所用的時間。解答：（1）ag6m/s2 VA2 - VB2 =2as VB 2m/s （2）能 物體仍然始終減速 VB 2m/s 增大物體質(zhì)量和增大皮帶逆時針轉(zhuǎn)動的速度，能阻止嗎？（3）物體先加速后勻速 t1 （vvA）/a0.5s S1 vA t1at2/25.75m S2SS1=2. 25m t2 S2/

4、v0.17s t t1 t20.67s阻止方法：減小工件初速度、增加皮帶長度、增大動摩擦因素物體不能到達(dá)B端，將如何運(yùn)動？（4）在傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動的情況下（傳送帶運(yùn)動方向和物體運(yùn)動方向一致），討論物體到達(dá)B端的速度和傳送帶速度的關(guān)系。 c、10m/s V帶 14m/s 物體先加速后勻速 VB= V帶 d、 V帶14m/s 物體始終加速 VB= 14m/sa、V帶2m/s 物體始終減速 VB=2m/sb、2m/s V帶10m/s 物體先減速后勻速 VB= V帶c、10m/s V帶 物體加速 VB= V帶？（5）若物體從B處飛出后做平拋運(yùn)動，定性畫出B的水平位移s和傳送帶的速度V帶關(guān)系。S 0

5、V帶1.v物v帶 物體所受摩擦力向后為阻力，物體做勻減速直線運(yùn)動；當(dāng)物體速度等于皮帶速度時不受摩擦力而改做勻速運(yùn)動（一）物體與傳送帶同向運(yùn)動（二）物體與傳送帶反向運(yùn)動 物體所受摩擦力向后，物體向前做勻減速直線運(yùn)動；然后做反向的勻加速直線運(yùn)動。關(guān)鍵是分析：摩擦力的方向 (看物體和皮帶的相對運(yùn)動)例6、如圖所示，一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速度V1沿順時針方向運(yùn)動，傳送帶右端有一與傳送帶等高的光滑水平面，物體以恒定的速率V2沿直線向左滑上傳送帶后，經(jīng)過一段時間又返回光滑水平面上，這時速率為V2/，則下列說法正確的是 （ ）A、若V1V2，則V2/=V2C、不管V2多大，總有V2/=V2D、只有

6、V1=V2時，才有V2/=V1 例3.物塊從光滑曲面上的P點(diǎn)自由滑下，通過粗糙的靜止水平傳送帶以后落到地面上Q點(diǎn)，若傳送帶的皮帶輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動起來，使傳送帶隨之運(yùn)動，如圖7所示，再把物塊放到P點(diǎn)自由滑下，則：( ) A. 物塊將仍落在Q點(diǎn) B. 物塊將會落在Q點(diǎn)的左邊 C. 物塊將會落在Q點(diǎn)的右邊 D. 物塊有可能落不到地面上 PQA 例4、 如圖示，物體從Q點(diǎn)開始自由下滑，通過粗糙的靜止水平傳送帶后，落在地面P點(diǎn)，若傳送帶按順時針方向轉(zhuǎn)動。物體仍從Q點(diǎn)開始自由下滑，則物體通過傳送帶后： （ ）A. 一定仍落在P點(diǎn) B. 可能落在P點(diǎn)左方C. 一定落在P點(diǎn)右方 D. 可能落在P點(diǎn)也可能落在

7、P點(diǎn)右方解：物體滑下的初速度為v0 ，傳送帶靜止時，物體滑到右端速度為v1，傳送帶轉(zhuǎn)動時，物體滑到右端速度為v2，傳送帶長L由功能關(guān)系 f L=1/2m(v02-v12)傳送帶轉(zhuǎn)動時，可能一直減速，也可能先加（減）速后勻速運(yùn)動，相對滑動的距離為sf s=1/2m(v02-v22)sLv2v1DQP例5、如圖示，傳送帶與水平面夾角為370 ，并以v=10m/s運(yùn)行，在傳送帶的A端輕輕放一個小物體，物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)=0.5， AB長16米，求：以下兩種情況下物體從A到B所用的時間.（1）傳送帶順時針方向轉(zhuǎn)動（2）傳送帶逆時針方向轉(zhuǎn)動AB解： （1）傳送帶順時針方向轉(zhuǎn)動時受力如圖示：vN

8、fmgmg sinmg cos= m aa = gsingcos= 2m/s2S=1/2a t2ABv（2）傳送帶逆時針方向轉(zhuǎn)動物體受力如圖： Nfmg開始摩擦力方向向下,向下勻加速運(yùn)動 a=g sin370 + g cos370 = 10m/s2t1=v/a=1s S1=1/2 at2 =5m S2=11m 1秒后，速度達(dá)到10m/s，摩擦力方向變?yōu)橄蛏?Nfmga2=g sin370 -g cos370 = 2 m/s2 物體以初速度v=10m/s向下作勻加速運(yùn)動 S2= vt2+1/2a2 t22 11=10 t2+1/22t22t2=1st=t1+t2=2s 例6、 如圖所示，傳送帶不

9、動時，物體由皮帶頂端A從靜止開始下滑到皮帶底端B用的時間為t ，則：（ ）A. 當(dāng)皮帶向上運(yùn)動時，物塊由A 滑到B 的時間一定大于t B. 當(dāng)皮帶向上運(yùn)動時，物塊由A 滑到B 的時間一定等于t C. 當(dāng)皮帶向下運(yùn)動時，物塊由A 滑到B 的時間可能等于t D. 當(dāng)皮帶向下運(yùn)動時，物塊由A 滑到B 的時間可能小于tABABvNfmgABvNfmgNfmg當(dāng)=0時， C對B、C、D答案：3 s 12011西城一模如圖所示，傾角為的傳送帶沿逆時針方向以加速度a加速轉(zhuǎn)動時，小物體A與傳送帶相對靜止，重力加速度為g.下列說法正確的是()A只有agsin，A才受沿傳送帶向上的靜摩擦力作用B只有agsin，A

10、才受沿傳送帶向上的靜摩擦力作用C只有agsin，A才受沿傳送帶向上的靜摩擦力作用D無論a為多大，A都受沿傳送帶向上的靜摩擦力作用B 第13講 備用習(xí)題解析 物體A與傳送帶相對靜止，傾角為的傳送帶沿逆時針方向以加速度a加速轉(zhuǎn)動時，A有沿斜面向下的加速度a，對A受力分析可知，只有agsin，A才受沿傳送帶向上的靜摩擦力作用，B正確備選理由 考查傳送帶問題 水平傳送帶的裝置如圖1所示，O1為主動輪，O2為從動輪。當(dāng)主動輪順時針勻速轉(zhuǎn)動時，物體被輕輕地放在A端皮帶上。開始時物體在皮帶上滑動，當(dāng)它到達(dá)位置C后滑動停止，之后就隨皮帶一起勻速運(yùn)動，直至傳送到目的地B端。在傳送的過程中，若皮帶和輪不打滑，則物

11、體受到的摩擦力和皮帶上P、Q兩處（在連線上）所受摩擦力情況正確的是（ ）。 在AC段物體受水平向左的滑動摩擦力，P處受向上的滑動摩擦力 在AC段物體受水平向右的滑動摩擦力，P處受向下的滑動摩擦力 在CB段物體不受靜摩擦力，Q處受向上的靜摩擦力 在CB段物體受水平向右的靜摩擦力，P、Q兩處始終受向下的靜摩擦力 A. B. C. D. C 皮帶傳送機(jī)的皮帶與水平方向的夾角為，如圖2所示。將質(zhì)量為m的小物塊放在皮帶傳送機(jī)上，隨皮帶一起向下以加速度a做勻加速直線運(yùn)動，則下列說法中正確的是（ ）。 小物塊所受到的支持力的方向一定垂直于皮帶指向物塊 小物塊所受到的靜摩擦力的方向一定沿皮帶斜向下小物塊所受到

12、的靜摩擦力的大小可能等于 小物塊所受到的重力和摩擦力的合力的方向一定沿斜面方向A. B. C. D. B 專題解說二.知識概要與方法(2)傳送帶問題中的功能分析功能關(guān)系：WF=EK+EP+Q對WF、Q的正確理解（a）傳送帶做的功：WF=FS帶 功率P=FV帶 （F由傳送帶受力平衡求得）（b）產(chǎn)生的內(nèi)能：Q=fS相對（c）如物體無初速，放在水平傳送帶上，則在整個加速過程中物體獲得的動能EK，因為摩擦而產(chǎn)生的熱量Q有如下關(guān)系：EK=Q=二、功和能量例3：如圖所示,水平長傳送帶始終以v勻速運(yùn)動，現(xiàn)將一質(zhì)量為m的物體輕放于A端,最終物體與傳送帶一起以v運(yùn)動，物體速度由0增至v的過程中，摩擦力對物塊做的

13、功為 .由于放了物塊，帶動傳送帶的電動機(jī)多消耗的電能為 .電能轉(zhuǎn)化為？ 小結(jié)：零摩擦力與物體間相對位移的乘積機(jī)械內(nèi)30v例1. 一傳送皮帶與水平面夾角為30，以2m/s的恒定速度順時針運(yùn)行?，F(xiàn)將一質(zhì)量為10kg的工件輕放于底端，經(jīng)一段時間送到高2m的平臺上，工件與皮帶間的動摩擦因數(shù)為= ，取g=10m/s2求帶動皮帶的電動機(jī)由于傳送工件多消耗的電能。解: 設(shè)工件向上運(yùn)動距離S 時，速度達(dá)到傳送帶的速度v ，由動能定理可知mgS cos30 mgS sin30= 0 1/2 mv2解得 S=0. 8m，說明工件未到達(dá)平臺時，速度已達(dá)到 v ，所以工件動能的增量為 EK = 1/2 mv2=20J

14、工件重力勢能增量為 EP= mgh = 200J 在工件加速運(yùn)動過程中,工件的平均速度為 v/2 ，因此工件的位移是皮帶運(yùn)動距離S 的1/2，即S = 2S = 1.6 m 由于滑動摩擦力作功而增加的內(nèi)能 E 為E=f S= mgcos30(S S)= 60J電動機(jī)多消耗的電能為 EK+EP+E=280J30v又解:物體開始受到向上的摩擦力作用,做勻加速運(yùn)動 Nmgf滑動摩擦力 f1= mgcos=75N a=gcos-gsin=g/4 =2.5 m/s2經(jīng)過時間t1=v/a=0.8s 速度達(dá)到2m/s ,上升s1=v2/2a=0.8m然后在靜摩擦力作用下做勻速運(yùn)動,上升 s2=3.2m 靜摩

15、擦力 f2= mgsin=50Nt2= s2 /v=1.6 s為保持皮帶勻速運(yùn)動，機(jī)器在t1時間內(nèi)應(yīng)增加動力75N,在t2時間內(nèi)應(yīng)增加動力50N 帶動皮帶的電動機(jī)由于傳送工件多消耗的電能為W= f1 vt1 + f2 vt2 =751.6+503.2 =120+160=280J例4、如圖所示，傾角為300的皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶始終繃緊，且以恒定速度v02m/s順時針轉(zhuǎn)動，將質(zhì)量m10kg的物體無初速地輕輕放在傳送帶的底端，經(jīng)過一段時間后，物體被送到h2m的高處，若物體與皮帶間的動摩擦因數(shù) 3/2,不計其他損耗，(g10m/s2）求：mh（1）物體從底端到頂端,皮帶對物體所做的功是多少?（2）在這段

16、時間內(nèi)電動機(jī)消耗的電能是多少? 例4解：（1）第一階段,物塊勻加速運(yùn)動a=gcosgsin=2.5 m/s2t1V0/a0.8s S1=at2/2=0.8mfmgcos75N W1=fs160J （2）W克1f2S1120J W克2f靜S2160J WW克1W克2280J 或： Q內(nèi)fd相對=60J E=W+Q內(nèi)=280J第二階段，物塊勻速運(yùn)動 f靜mgsin50N W2=f靜s2160J WW1W2220J例5. 一傳送帶裝置示意圖如圖所示，其中傳送帶經(jīng)過AB區(qū)域時是水平的，經(jīng)過BC區(qū)域時變?yōu)閳A弧形（圓弧由光滑模板形成，未畫出），經(jīng)過CD區(qū)域時是傾斜的，AB和CD都與BC相切現(xiàn)將大量的質(zhì)量均為m的小貨箱一個一個在A處放到傳送帶上，放置時初速為零，經(jīng)傳送帶運(yùn)送到D處，點(diǎn)D和點(diǎn)A的高度差為h穩(wěn)定工作時傳送帶速度不變，CD段上各箱等距排列，相鄰兩箱的距離為L每個箱在A處投放后，在到達(dá)B之前已經(jīng)相對于傳送帶靜止，且以后也不再滑動（忽略經(jīng)BC段的微小滑動）已知在一段相當(dāng)長的時間T 內(nèi)，共運(yùn)送小貨箱的數(shù)目為N此裝置由電動機(jī)帶動，傳送帶與輪子間無相對滑動，不計輪軸處的摩擦ABCD問：（1）AB段上各個小貨箱等間距排列嗎？放置兩個相鄰的小貨箱的時間間隔是多少？皮帶的運(yùn)行速度多大？答：不等間距，開始階段勻加速后勻