高一物理必修一傳送帶

關(guān)于高一物理必修一傳送帶第一頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四一、傳送帶的分類(lèi)

3.按運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分勻速、變速兩種。1.按放置方向分水平、傾斜兩種；2.按轉(zhuǎn)向分順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)兩種；二、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(huà)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。第二頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四

受力情況運(yùn)動(dòng)情況加速度

a動(dòng)力學(xué)兩類(lèi)基本問(wèn)題v=v0+atx=vot+?at2v2-v02=2ax運(yùn)動(dòng)分析知三求一受力分析正交分解

F合=ma運(yùn)動(dòng)學(xué)公式第三頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四【例1】(2003年江蘇春季高考）水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車(chē)站，用于對(duì)旅客的行李進(jìn)行了安全檢查。右圖為一水平傳送帶裝置示意圖，繃緊的傳送帶AB始終保持v＝1m/s的恒定速率運(yùn)行，一質(zhì)量為m＝4kg的行李無(wú)初速地放在A處，傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開(kāi)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)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，AB間的距離l＝2m，g取10m/s2。（1）求行李剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦力大小與加速度大??；（2）求行李從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間；（3）行李在傳送帶上滑行痕跡的長(zhǎng)度。（4）如果提高傳送帶的運(yùn)行速率，行李就能被較快地傳送到B處。求行李從A處傳送到B處的最短時(shí)間和傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率?？键c(diǎn)一、水平勻速的傳送帶第四頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四fmgFNv所以，從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間t=t1+t2=2.5s1t/s01v/ms-1a由牛頓第二定律得f＝ma③

代入數(shù)值，得a＝μg=1m/s2④（1）求行李剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦力大小與加速度大小；（2）求行李從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間；解析：（1）行李受到的滑動(dòng)摩擦力f＝μmg①

代入數(shù)值，得f＝4N②mgFN解析：（2）設(shè)行李做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，行李加速運(yùn)動(dòng)的末速度為v＝1m/s。則：v＝at1⑤

代入數(shù)值，得：t1＝1s⑥勻加速運(yùn)動(dòng)的位移為x1=?a1t12=0.5m接著做勻速運(yùn)動(dòng)的位移x2=l-x1=1.5m

勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=x2/v=1.5sv第五頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四[解析]在行李做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1內(nèi)，傳送帶運(yùn)動(dòng)的位移為x傳=vt1=1m[解析]行李從A勻加速運(yùn)動(dòng)到B時(shí)，傳送時(shí)間最短。則：l＝?at2min⑦

代入數(shù)值，得tmin＝2s⑧x傳x1Δx（3）行李在傳送帶上滑行痕跡的長(zhǎng)度。（4）如果提高傳送帶的運(yùn)行速率，行李就能被較快地傳送到B處。求行李從A處傳送到B處的最短時(shí)間和傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率?；泻圹E的長(zhǎng)度為Δx=x傳-x1=0.5m1t/s01v/ms-1avmintmin傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率vmin＝atmin⑨

代入數(shù)值，解得vmin＝2m/s⑩第六頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四同步練習(xí)

1.如圖所示，傳送帶裝置保持3m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.5kg的物體從離皮帶很近的a點(diǎn)，輕輕的放上，設(shè)物體與皮帶間的摩擦因數(shù)μ=0.1，a、b間的距離L=2m，則物體從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間為（）

A.1sB.2sC.3sD.2.5s答案：B第七頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.將一粉筆頭輕放在以2m/s的恒定速度運(yùn)動(dòng)的足夠長(zhǎng)的傳送帶上，傳送帶上留下一條長(zhǎng)度為4m的劃線(粉筆頭只要相對(duì)于傳送帶運(yùn)動(dòng)就能劃線)，則粉筆頭與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

。（g=10m/s2）

答案：0.05第八頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.如圖所示，一平直傳送帶以速度v0=2m/s勻速運(yùn)行，傳送帶把A處的工件運(yùn)送到B處，已知A與B相距L=10m，若從A處把工件無(wú)初速地放在傳送帶上，經(jīng)時(shí)間t=6s能送到B處.現(xiàn)欲用最短的時(shí)間把工件從A傳送到B處，問(wèn)傳送帶的運(yùn)行速度至少多大？解析：設(shè)工件經(jīng)時(shí)間t0達(dá)到勻速

?v0t0+v0(t-t0)=L…………①

t0=2s……②工件加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a=v0/t0=1.0m/s2…………③當(dāng)工件始終加速運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，運(yùn)動(dòng)的未速度為

欲使工件始終加速，傳送帶運(yùn)行速度需大于等于vt，即其最小速度為…④第九頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四【例2】如圖，光滑圓弧槽的末端與水平傳送帶相切，一滑塊從圓槽滑下，以v0=6m/s的速度滑上傳送帶，已知傳送帶長(zhǎng)L=8m,滑塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，求下面三種情況下，滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間(g=10m/s2)(1)傳送帶以4m/s的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；(2)傳送帶不動(dòng)；(3)傳送帶以4m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；第十頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四（3）設(shè)滑塊達(dá)到與傳送帶相同的速度所用時(shí)間t1則t1=(v-v0)/a=1s

這段時(shí)間運(yùn)動(dòng)的位移x1=v0t1+?at12=5m此后滑塊隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)則t2=(L-x1)/v=(8-5)/4s=0.75s總時(shí)間t=t1+t2=1.75sfmgFNv0解析：（1）滑塊滑上傳送帶的加速度為：a=-μmg/m=-μg=-2m/s2

由L=v0t+?at2

即8=6t-t2解得t=2s或t=4s因?yàn)榛瑝K靜止所用時(shí)間t0=v0/a=3s這段時(shí)間內(nèi)的滑行距離x=?at02=9m>L∴滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=2s

（2）同（1）為2s第十一頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四同步練習(xí)4.如下圖所示，一水平方向足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速度v1沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，傳送帶左端有一與傳送帶等高的光滑水平面，一物體以恒定的速度v2沿直線向右滑上傳送帶后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后又返回光滑水平面上，其速率為v3，下列說(shuō)法正確的是（）A.若v1<v2，則v3＝v1

B.若v1>v2，則v3＝v2

C.不管v2多大，總有v3＝v2

D.若v1＝v2，才有v3＝v1

答案：AB第十二頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四【例3】如圖所示，傳送帶與水平面的夾角為θ=37°，其以4m/s的速度向上運(yùn)行，在傳送帶的底端A處無(wú)初速度地放一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體，它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8，AB間(B為頂端)長(zhǎng)度為25m．試回答下列問(wèn)題：(1)說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(相對(duì)地面)；(2)物體從A到B的時(shí)間為多少?(g=10m/s2)考點(diǎn)二、傾斜、勻速傳送帶第十三頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四解：物體做勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由牛頓第二定律μmgcos37°-mgsin37°=ma① 得a=0.4m/s2 ②加速至10m/s位移為x1=v2/2a=20m接著做勻速運(yùn)動(dòng)，因此物體先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，再做勻速直線運(yùn)動(dòng)。f’mgFN37°fmgFN10t/s04v/ms-1a（2）勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=v/a=10s勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=(L-x1)/v=1.25s所以物體從A到B的時(shí)間為t=t1+t2=11.25s第十四頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四【例4】傳送帶與地面的傾角θ為37°，從A端到B端的長(zhǎng)度為16m，傳送帶以v0=10m/s的速度沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶上端A處無(wú)初速度地放置一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體，它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，求物體從A端運(yùn)動(dòng)到B端所需的時(shí)間是多少？加速度a2=gsinθ-=2m/s2再下滑余下的11m位移

S=v0t+?a2t22得：t2=1s總用時(shí)t=t1+t2=2s.fmgFNfmgFN解：小物體剛放到A點(diǎn)至運(yùn)動(dòng)到10m/s過(guò)程中,物體受摩擦力作用方向向下,故

a1=gsinθ+μgcosθ=10m/s2下滑1s時(shí)間后速度達(dá)到10m/s,發(fā)生位移x1=?a1t12=5m.小物體速度達(dá)10m/s后,由于最大靜摩擦力不足以使其相對(duì)皮帶靜止,故繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng)。(1)μ<tanθ物體繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng)(2)μ≥tanθ物體與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)第十五頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四同步練習(xí)5.如圖所示，傳送帶的水平部分ab=2m,斜面部分bc=4m,bc與水平面的夾角α=37°。一個(gè)小物體A與傳送帶的動(dòng)摩擦因素μ=0.25，傳送帶沿圖示的方向運(yùn)動(dòng)，速率v=2m/s。若把物體A輕放到a處，它將被傳送帶送到c點(diǎn)，此過(guò)程中物體A不會(huì)脫離傳送帶。求物體A從a點(diǎn)被傳送到c點(diǎn)所用的時(shí)間。（g=10m/s2）第十六頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四解：物體A輕放在a點(diǎn)后摩擦力作用下向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)直到和傳送帶速度相等。在這一過(guò)程中有a1=μmg/m=μg=2.5m/s2s1=v2/2a=0.8m＜ab

經(jīng)歷時(shí)間為t1=v/a1=0.8s此后隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的時(shí)間為t2=(ab-s1)/v=0.6s當(dāng)物體A到達(dá)成bc斜面后，由于mgsinα=0.6mg＞μmgcosα=0.2mg,所以物體A將再次沿傳送帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。其加速度大小為a2=(mgsinα-μmgcosα)/m=4m/s2物體A在傳送帶bc上所用時(shí)間滿足bc=vt3+?a2t32

代入數(shù)據(jù)得t3=1s(負(fù)值舍去)財(cái)物體A從a點(diǎn)被傳送到c點(diǎn)所用時(shí)間為:t=t1+t2+t3=2.4s第十七頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四考點(diǎn)三、水平、變速傳送帶【例5】(2006全國(guó)I)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μ。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(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其速度達(dá)到v0后，便以此速度做勻速運(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。fmgFN[分析]第十八頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四解：根據(jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知，煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0。根據(jù)牛頓定律，可得a=μg設(shè)經(jīng)歷時(shí)間t0，傳送帶由靜止開(kāi)始加速到速度等于v0，煤塊則由靜止加速到v，有v0=a0t0v=at0由于a<a0，故v<v0，煤塊繼續(xù)受到滑動(dòng)摩擦力的作用。設(shè)經(jīng)歷時(shí)間t，煤塊由靜止開(kāi)始加速到速度等于v0，有v=at此后，煤塊與傳送帶運(yùn)動(dòng)速度相同，相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)，不再產(chǎn)生新的痕跡。設(shè)在煤塊的速度從0增加到v0的整個(gè)過(guò)程中，傳送帶和煤塊移動(dòng)的距離分別為s0和s，有s0=v02/2a+v0(t-t0)s=v02/2a傳送帶上留下的黑色痕跡的長(zhǎng)度l=s－s0由以上各式得l=v02(a0-μg)/2μa0g另解：黑色痕跡的長(zhǎng)度即為圖中陰影部分面積l=?v0(t-t0)又因?yàn)関0=a0t0v0=ata=μg由以上各式得:l=v02(a0-μg)/2μa0g第十九頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四同步練習(xí)6.水平的淺色長(zhǎng)傳送帶上放置一質(zhì)量為0.5kg的煤塊。煤塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2。初始時(shí)，傳送帶與煤塊都是靜止的?，F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0=3m/s2開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，其速度達(dá)到v=6m/s后，便以此速度做勻速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，煤塊在傳送帶上留下一段黑色痕跡后，煤塊相對(duì)傳送帶不再滑動(dòng)。g取10m/s2。(1)