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高一物理知识讲解 涉及到传送带问题解析 专题含答案解析

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涉及到传送带问题解析

【学习目标】

能用动力学观点分析解决多传送带问题

【要点梳理】

要点一、传送带问题的一般解法

1.确立研究对象;

2.受力分析和运动分析,逐一摩擦力f大小与方向的突变对运动的影响;

⑴受力分析:

F的突变发生在物体与传送带共速的时刻,可能出现f消失、变向或变为静摩擦力,要注意这个时刻。

⑵运动分析:

注意参考系的选择,传送带模型中选地面为参考系;注意判断共速时刻并判断此后物体与带之间的f变化从而判定物体的受力情况,确定物体是匀速运动、匀加速运动还是匀减速运动;注意判断带的长度,临界之前是否滑出传送带。

⑶注意画图分析:

准确画出受力分析图、运动草图、v-t图像。

3.由准确受力分析、清楚的运动形式判断,再结合牛顿运动定律和运动学规律求解。

要点二、分析物体在传送带上如何运动的方法

1、分析物体在传送带上如何运动和其它情况下分析物体如何运动方法完全一样,但是传送带上的物体受力情况和运动情况也有它自己的特点。

具体方法是:

(1)分析物体的受力情况

在传送带上的物体主要是分析它是否受到摩擦力、它受到的摩擦力的大小和方向如何、是静摩擦力还是滑动摩擦力。在受力分析时,正确的理解物体相对于传送带的运动方向,也就是弄清楚站在传送带上看物体向哪个方向运动是至关重要的!因为是否存在物体与传送带的相对运动、相对运动的方向决定着物体是否受到摩擦力和摩擦力的方向。

(2)明确物体运动的初速度

分析传送带上物体的初速度时,不但要分析物体对地的初速度的大小和方向,同时要重视分析物体相对于传送带的初速度的大小和方向,这样才能明确物体受到摩擦力的方向和它对地的运动情况。

(3)弄清速度方向和物体所受合力方向之间的关系

物体对地的初速度和合外力的方向相同时,做加速运动,相反时做减速运动;同理,物体相对于传送带的初速度与合外力方向相同时,相对做加速运动,方向相反时做减速运动。

2、常见的几种初始情况和运动情况分析

(1)物体对地初速度为零,传送带匀速运动,(也就是将物体由静止放在运动的传送带上)

物体的受力情况和运动情况如图1所示:其中V是传送带的速度,V10是物体相对于传送带的初速度,f是物体受到的滑动摩擦力,V20是物体对地运动初速度。(以下的说明中个字母的意义与此相同)

物体必定在滑动摩擦力的作用下相对于地做初速度为零的匀加速直线运动。其加速度由牛顿第二定律

,求得;

在一段时间内物体的速度小于传送带的速度,物体则相对于传送带向后做减速运动,如果传送带的长

度足够长的话,最终物体与传送带相对静止,以传送带的速度V共同匀速运动。

(2)物体对地初速度不为零其大小是V20,且与V的方向相同,传送带以速度V匀速运动,(也就是物体冲到运动的传送带上)

①若V20的方向与V 的方向相同且V20小于V,则物体的受力情况如图1所示完全相同,物体相对于地做初速度是V20的匀加速运动,直至与传送带达到共同速度匀速运动。

②若V20的方向与V 的方向相同且V20大于V,则物体相对于传送带向前运动,它受到的摩擦力方向向后,如图2所示,摩擦力f的方向与初速度V20方向相反,物体相对于地做初速度是V20的匀减速运动,一直减速至与传送带速度相同,之后以V匀速运动。

(3)物体对地初速度V20,与V的方向相反

如图3所示:物体先沿着V20的方向做匀减速直线运动直至对地的速度为零。然后物体反方向(也就是沿着传送带运动的方向)做匀加速直线运动。

①若V20小于V,物体再次回到出发点时的速度变为- V20,全过程物体受到的摩擦力大小和方向都没有改变。

②若V20大于V,物体在未回到出发点之前与传送带达到共同速度V匀速运动。

说明:上述分析都是认为传送带足够长,若传送带不是足够长的话,在图2和图3中物体完全可能以不同的速度从右侧离开传送带,应当对题目的条件引起重视。

要点三、物体在传送带上相对于传送带运动距离的计算

①弄清楚物体的运动情况,计算出在一段时间内的位移X2。

②计算同一段时间内传送带匀速运动的位移X1。

③两个位移的矢量之=X2- X1就是物体相对于传送带的位移。

【典型例题】

类型一、时间类传送带问题

例1、如图所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s的速度逆时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A→B的长度L=16m,则物体从A 到B需要的时间为多少?

【思路点拨】物体放上传送带以后,开始一段时间,做匀加速直线运动;速度达到10m/s,需进一步判定所受摩擦力情况才能确定物体的运动形式。

【答案】2s

【解析】物体放上传送带以后,开始一段时间,其运动加速度

2

m/s

10

cos

sin

=

+

=

m

mg

mg

a

θ

μ

θ

这样的加速度只能维持到物体的速度达到10m/s为止,其对应的时间和位移分别为:

,

1

s

10

10

1

s

a

v

t=

=

=m

5

2

2

1

=

=

a

s

υ

<16m

以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上,其加速度大小为(因为mgsinθ>μmgcosθ)。

2

2

m/s

2

cos

sin

=

-

=

m

mg

mg

a

θ

μ

θ

设物体完成剩余的位移

2

s所用的时间为

2

t,则2

2

2

2

22

1

t

a

t

s+

=υ, 11m=102

2

2

t

t+

解得:)

s(

11

s,

1

2

2

12

舍去

或-

=

=t

t

所以:s

2

s1

s1=

+

=

t。

【总结升华】该题目的关键就是要分析好各阶段物体所受摩擦力的大小和方向,若μ>0.75,第二阶段物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动;若L<5m,物体将一直加速运动。因此,在解答此类题目的过程中,对这些可能出现两种结果的特殊过程都要进行判断。

举一反三

【变式1】如图所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s的速度顺时针转动,在传送带下端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.9,已知传送带从A→B的长度L=50m,则物体从A到B需要的时间为多少?

【答案】9.16s

【解析】物体放上传送带以后,开始一段时间,其运动加速度

2

m/s

2.1

sin

cos

=

-

=

m

mg

mg

a

θ

θ

μ

这样的加速度只能维持到物体的速度达到10m/s为止,其对应的时间和位移分别为:

,

33

.8

s

2.1

10

1

s

a

v

t=

=

=m

67

.

41

2

2

1

=

=

a

s

υ

<50m

以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上,其加速度大小为零(因mgsinθ<μmgcosθ)。

设物体完成剩余的位移

2

s所用的时间为

2

t,则

2

2

t

=,50m-41.67m=

2

10t

解得:

t 0.833 s,

2= 所以:t 8.33 s 0.833s 9.16 s =+=总。

【总结】该题目的关键就是要分析好各阶段物体所受摩擦力的大小和方向,并对物体加速到与传送带有相同速度时,是否已经到达传送带顶端进行判断。 【高清课程:涉及传送带问题例析 例3】

【变式2】如图,一水平传送带长度为20m ,以2m/s 的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因

数为0.1,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,至达到另一端所需时间 为多少?g 取10m/s 2

【答案】10.5s

【变式3】(2015 合肥市期末考) 如图所示,方形木箱质量为M ,其内用两轻绳将一质量 1.0m kg =的小球悬挂于P 、Q 两点,两细绳与水平的车顶面的夹角分别为60°和30°.水平传送带AB 长24l m =,以12/v m s =的速度顺时针转动,木箱与传送带间动摩擦因数0.6μ=,

(g=10m/s 2)求: (1)设木箱为质点,且木箱由静止放到传送带上,那么经过多长时间木箱能够从A 运动到传送带的另一端B 处;

(2)木箱放到传送带上A 点后,在木箱加速的过程中,绳P 和绳Q 的张力大小分别为多少?

【答案】(1)3t s =;(2)234Q T N =

【解析】(1)木箱由静止放到传送带上,开始过程,根据牛顿第二定律得 对木箱:Mg Ma μ= ,2

2

0.610/6/a g m s m s μ==?=

木箱加速位移:2

1122v x m a

== 木箱加速时间:12v

t s a

=

= 11224x m l m ==<所以还要在传送带上匀速后一段距离 木箱匀速时运动的时间:12l x vt =﹣

,解得:2 1t s = 所以木箱从A 运动到传送带另一端B 处经历时间123t t t s =+= (2)当绳P 伸直但为拉力时030mgtan ma ?=

03

3

a g =

木箱加速阶段2

063

/3a s a g m ==> 所以小球已经飘起,P 已经松弛

故0P T =;此时有22

Q T mg ma -=

解得:234Q T N =

类型二、痕迹类传送带问题

【高清课程:涉及传送带问题例析 例5】

例2.在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带,当旅客把行李轻放到传送带上后,传送带将会带动行李运动。已知传送带匀速前进的速度为0.25m/s ,质量为5k g 的木箱在传送带上相对滑动时所受的摩擦力为30N ,那么,这个木箱放在传送带上后,传送带上将留下的摩擦痕迹长约为( ) A .10mm B .15mm C .5mm D .20mm

【思路点拨】木箱放上传送带以后,开始一段时间,做匀加速直线运动;速度达到0.25m/s 后,木箱相对传送带静止。 【答案】C

【解析】解法一:行李加速到0.25m/s 所用的时间:t =

a v 0=s 6

25.0=0.042s 行李的位移: 2

2

1

1at 6(0.042)m 0.002

2

行李x ==53m ??= 传送带的位移:00.0.00.00传送带x =V t =2542m =15m ? 摩擦痕迹的长度:mm m x x x 50052.0≈=-=?行李传送带

(求行李的位移时还可以用行李的平均速度乘以时间,行李做初速为零的匀加速直线运动,2

0v v =

。)

解法二:以匀速前进的传送带作为参考系.设传送带水平向右运动。木箱刚放在传送带上时,相对于传送带的速度v=0.25m/s,方向水平向左。木箱受到水平向右的摩擦力F 的作用,做减速运动,速度减为零时,与传送带保持相对静止。

木箱做减速运动的加速度的大小为 /2

a =6m s

木箱做减速运动到速度为零所通过的路程为 mm m m a v x 50052.06

225.022

2

0≈=?==? 即留下5mm 长的摩擦痕迹。

【总结升华】分析清楚行李和传送带的运动情况,相对运动通过速度位移关系是解决该类问题的关键。 举一反三

【变式1】一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a 0开始运动,当其速度达到v 0后,便以此速

度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。

【答案】2000()

2v a g l a g

μμ-=

【解析】 方法一:

根据“传送带上有黑色痕迹”可知,煤块与传送带之间发生了相对滑动,煤块的加速度a 小于传送带的加速度a 0。根据牛顿运动定律,可得 g a μ=

设经历时间t ,传送带由静止开始加速到速度等于v 0,煤块则由静止加速到v ,有

t a v 00= t a v =

由于a

′0t a v v +=

此后,煤块与传送带运动速度相同,相对于传送带不再滑动,不再产生新的痕迹。

设在煤块的速度从0增加到v 0的整个过程中,传送带和煤块移动的距离分别为s 0和s ,有

2

102

00t v t a s += 202v s a = 传送带上留下的黑色痕迹的长度 s s l -=0

由以上各式得 2

000()

2v a g l a g

μμ-=

【小结】本方法的思路是整体分析两物体的运动情况,分别对两个物体的全过程求位移。 方法二:

第一阶段:传送带由静止开始加速到速度v 0,设经历时间为t ,煤块加速到v ,有

v t a 00= ① v gt at μ== ② 传送带和煤块的位移分别为s 1和s 2, 2

012

1t a s =

③ 2222121gt at s μ== ④

第二阶段:煤块继续加速到v 0,设经历时间为t ',有 v 0v gt μ'=+ ⑤

传送带和煤块的位移分别为s 3和s 4 ,有30s v t '= ⑥ 241

2

s vt gt μ''=+ ⑦ 传送带上留下的黑色痕迹的长度 4231s s s s l --+=

由以上各式得 2000()

2v a g l a g

μμ-=

【小结】本方法的思路是分两段分析两物体的运动情况,分别对两个物体的两个阶段求位移,最后再找相对位移关系。 方法三:

传送带加速到v 0 ,有 00v a t = ① 传送带相对煤块的速度 0()v a g t μ=- ②

传送带加速过程中,传送带相对煤块的位移【相对初速度为零,相对加速度是()g a μ-0】

()2012

1

t g a l μ-=

传送带匀速过程中,传送带相对煤块的位移【相对初速度为()g a μ-0t ,相对加速度是g μ】

()

g

2

t2

2

2

μ

μg

a

l

-

=

整个过程中传送带相对煤块的位移即痕迹长度()

()

g

2

t

2

12

2

μ

μ

g

a

t

g

a

l

-

+

-

=③

由以上各式得

2

00

()

2

v a g

l

a g

μ

μ

-

=

【小结】本方法的思路是用相对速度和相对加速度求解。关键是先选定好过程,然后对过程进行分析,找准相对初末速度、相对加速度。

方法四:用图象法求解

画出传送带和煤块的V—t图象,如图所示。

其中0

1

v

t

a

=,0

2

v

t

g

μ

=,

黑色痕迹的长度即为阴影部分三角形的面积,有:

2

0000

0210

00

()

11

()()

222

v v v a g

l v t t v

g a a g

μ

μμ

-

=-=-=

【小结】本方法的思路是运用在速度—时间图象中,图线与其所对应的时间轴所包围图形的面积可以用来表示该段时间内的位移这个知识点,来进行求解,本方法不是基本方法,不易想到,但若能将它理解透,做到融会贯通,在解决相应问题时,就可以多一种方法。

【总结升华】本题题目中明确写道:“经过一段时间,煤块在传送带上留下一段黑色痕迹后,煤块相对于

传送带不再滑动。”这就说明第一阶段传送带的加速度

a大于煤块的加速度gμ。当传送带速度达到

v时,

煤块速度

v

v<,此过程中传送带的位移大于煤块的位移。接下来煤块还要继续加速到

v,传送带则以

v 做匀速运动。两阶段的物体位移之差即为痕迹长度。

处理物体和传送带的运动学问题时,既要考虑每个物体的受力情况及运动情况,又要考虑到它们之间的联系与区别,只有这样,才能从整体上把握题意,选择规律时才能得心应手。

【变式2】一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合,如图所示,已知盘与桌布间的动摩擦因数为μl,盘与桌面间的动摩擦因数为μ2。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?(以g表示重力加速度)

【答案】a≥g1

2

2

1

2

μ

μ

μ

μ+

【解析】

1.由牛顿第二定律:l l mg ma μ= ①

由运动学知识:x 2

1l 1v 2a = ②

2.桌布从突然以恒定加速度a 开始抽动至圆盘刚离开桌布这段时间内做匀加速运动的过程。

设桌布从盘下抽出所经历时间为t ,在这段时间内桌布移动的距离为x 1, 由运动学知识:1x 22at =

③ 1

x 2

211a t = ④ 而1

x 2

1x L =

+ ⑤ 3.圆盘离开桌布后在桌面上做匀减速直线运动的过程。

设桌面长为L ,开始时,桌布、圆盘在桌面上的位置如图甲所示;

圆盘位于桌面的中央,桌布的最左边位于桌面的左边处。由于桌布要从圆盘下抽出,桌布与圆盘之间必有相对滑动,圆盘在摩擦力作用下有加速度,其加速度a 1应小于桌布的加速度a ,但两者的方向是相同的。当桌布与圆盘刚分离时,圆盘与桌布的位置如图乙所示。

圆盘向右加速运动的距离为x 1,桌布向右加速运动的距离为

2

1

L+x 1。圆盘离开桌布后,在桌面上作加速度为a 2的减速运动直到停下,因盘未从桌面掉下,故而盘作减速运动直到停下所运动的距离为x 2,不能超过

2

1

L -x 1。通过分析并画出图丙。

设圆盘离开桌布后在桌面上作匀减速运动,以a 2表示加速度的大小,运动x 2后便停下,

由牛顿第二定律: 22mg =ma μ ⑥

由运动学知识:x 2

122v 2a = ⑦

盘没有从桌面上掉下的条件是:1

x x ?2

21L ≤- ⑧ 由以上各式解得:a ≥

g 12

2

12μμμμ+ ⑨ 【变式3】(2015 滨州市期末考)如图所示,质量M=4kg 的木板长L=4m ,静止在光滑的水平地面上,其水平上表面左端静置一个质量m=2kg 的小滑块(可视为质点),小滑块与板间的动摩擦因数μ=0.2.从某时刻开始,用水平力F=10N 一直向右拉滑块,使滑块从木板上掉下来.g 取10m/s 2. (1)该过程木板的位移;

(2)滑块离开木板时的速度;

(3)若在F=10N 的情况下,能使小滑块恰好能从木板上掉下来,求此力作用的最短时间.

【答案】见解析

【解析】(1)由牛顿第二定律知滑块和木板加速度分别为213/F mg

a m s m

μ-=

=; 221/mg

a m s M

μ=

=

它们的位移关系为22

121122

a t a t L -= 解得2t s =; 木板位移为2

22122

S a t m =

=; (2)滑块速度为1326/v a t m s ==?=;

(3)设滑块经过时间1t 撤掉F ,又经过时间2t 恰好滑到木板的右端获得共速,由牛顿第二定律知滑块撤掉F 时的加速度大小为3a g μ=,

它们的速度关系为1132212a t a t a t t =+﹣()

, 它们的位移关系为

222

1112322121111222

a t a t t a t a t t L +--+=() 代入数据联立解得112

5

t s =.

高中物理传送带问题分类解析

传 送 带 问 题 分类 解析 传送带是运送货物的一种省力工具,在装卸运输行业中有着广泛的应用,只要稍加留心,在工厂、车站、机场、装卸码头随处可见繁忙运转的传送带.近年来“无论是平时训练还是高考,均频繁地以传送带为题材命题”,体现了理论联系实际,体现了把物理知识应用于日常生活和生产实际当中.本文收集、整理了传送带相关问题,并从两个视角进行分类剖析:一是从传送带问题的考查目标(即:力与运动情况的分析、能量转化情况的分析)来剖析;二是从传送带的形式来剖析. 一、传送带问题中力与运动情况分析 传送带的试题以力和运动的关系为多见,有水平方向的,有倾斜方向的,也有水平和倾斜两个方向相结合的,还有变形的传送带.在处理传送带上的力和运动的关系时,有依据物体的受力情况,判断物体的运动性质;也有依据物体的运动性质,去求解物体的受力情况. 1、水平传送带上的力与运动情况分析 例1 水平传送带被广泛地应用于车站、码头,工厂、车间。如图所示为水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB 始终保持v 0=2 m/s 的恒定速率运行,一质量为m 的工件无初速度地放在A 处,传送带对工件的滑动摩擦力使工件开始做匀加速直线运动,设工件与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2 ,AB 的之间距离为L =10m ,g 取10m/s 2 .求工件从A 处运动到B 处所用的时间. 分析 工件无初速度地放在传送带上,由于传送带以2 m/s 的恒定速度匀速运动,工件在传送带上受到传送带给予的滑动摩擦力作用做匀加速运动,当工件加速到与传送带速度相等时,如果工件没有滑离传送带,工件在传送带上再不相对滑动,两者一起做匀速运动. 解答 设工件做加速运动的加速度为a ,加速的时间为t 1 ,加速运动的位移为l ,根据牛顿第二定律,有:μmg=ma 代入数据可得:a =2 m/s 2 工件加速运动的时间t 1= a v 0 代入数据可得: t 1=1s

高一物理专题传送带问题教案

高一物理专题传送带问 题教案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

动力学问题专题训练:传送带问题(教案)教学目标: 1.理解传送带问题的特点; 2.会分析传送带上物体的受力情况; 3.能运用动力学规律分析和解决传送带问题。 教学重、难点: 1、对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动,判断错误。 2、对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何,等等,这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清; 重、难点突破策略: 1、突破难点1 该难点应属于思维上有难度的知识点,突破方法是灵活运用“力是改变物体运动状态的原因”这个理论依据,对物体的运动性质做出正确分析,判断好物体和传送带的加速度、速度关系,画好草图分析,找准物体和传送带的位移及两者之间的关系。 解决这类题目的方法如下:选取研究对象,对所选研究对象进行隔离处理,就是一个化难为简的好办法。 对轻轻放到运动的传送带上的物体,由于相对传送带向后滑动,受到沿传送带运动方向的滑动摩擦力作用,决定了物体将在传送带所给的滑动摩擦力作用下,做匀加速运动,直到物体达到与皮带相同的速度,不再受摩擦力,而随传送带一起做匀速直线运动。传送带一直做匀速直线运动,要想再把两者结合起来看,则需画一运动过程的位移关系图就可轻松把握。

若传送带是倾斜方向的,情况就更为复杂了,因为在运动方向上,物体要受重力沿斜面的下滑分力作用,该力和物体运动的初速度共同决定相对运动或相对运动趋势方向。 2、突破难点2 在以上两个难点中,第2个难点应属于易错点,突破方法是正确理解摩擦力产生的条件、方向的判断方法、大小的决定因素等等。通过对不同类型题目的分析练习,做到准确灵活地分析摩擦力的有无、大小和方向。 教学方法:学案导学、讨论、交流、“五环节教学法”、讲练结合。 【例1】一水平传送带长度为20m ,以2m /s 的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,到达另一端所需时间为多 少? 练习1.有一传送装置如图所示,水平放置的传送带保持以v =2m/s 的速度向右匀速运动。传送带两端之间的距离L =10m ,现有一物件以向右4m/s 的初速 度从左端滑上传送带,物件与传送带之间的动摩擦因数μ=。求物件从传送带的左端运动到右端所用的时间 (g =10m/s 2)。 解析:s 5.4。因?=m/s 40v v =2m/s ,物件在传送带上做匀减速运动,当速度减小到与传送带速度相同后,随传送带匀速运动。由牛顿第二定律ma F =得 2m/s 2===g m mg a μμ, 减速所经过的位移m 3220 21=--= a v v s ,所用时间V v

(完整)高中物理必修一涉及到传送带问题解析(含练习解析)

涉及到传送带问题解析 【学习目标】 能用动力学观点分析解决多传送带问题 【要点梳理】 要点一、传送带问题的一般解法 1.确立研究对象; 2.受力分析和运动分析,逐一摩擦力f大小与方向的突变对运动的影响; ⑴受力分析: F的突变发生在物体与传送带共速的时刻,可能出现f消失、变向或变为静摩擦力,要注意这个时刻。 ⑵运动分析: 注意参考系的选择,传送带模型中选地面为参考系;注意判断共速时刻并判断此后物体与带之间的f变化从而判定物体的受力情况,确定物体是匀速运动、匀加速运动还是匀减速运动;注意判断带的长度,临界之前是否滑出传送带。 ⑶注意画图分析: 准确画出受力分析图、运动草图、v-t图像。 3.由准确受力分析、清楚的运动形式判断,再结合牛顿运动定律和运动学规律求解。 要点二、分析物体在传送带上如何运动的方法 1、分析物体在传送带上如何运动和其它情况下分析物体如何运动方法完全一样,但是传送带上的物体受力情况和运动情况也有它自己的特点。 具体方法是: (1)分析物体的受力情况 在传送带上的物体主要是分析它是否受到摩擦力、它受到的摩擦力的大小和方向如何、是静摩擦力还是滑动摩擦力。在受力分析时,正确的理解物体相对于传送带的运动方向,也就是弄清楚站在传送带上看物体向哪个方向运动是至关重要的!因为是否存在物体与传送带的相对运动、相对运动的方向决定着物体是否受到摩擦力和摩擦力的方向。 (2)明确物体运动的初速度 分析传送带上物体的初速度时,不但要分析物体对地的初速度的大小和方向,同时要重视分析物体相对于传送带的初速度的大小和方向,这样才能明确物体受到摩擦力的方向和它对地的运动情况。 (3)弄清速度方向和物体所受合力方向之间的关系 物体对地的初速度和合外力的方向相同时,做加速运动,相反时做减速运动;同理,物体相对于传送带的初速度与合外力方向相同时,相对做加速运动,方向相反时做减速运动。 2、常见的几种初始情况和运动情况分析 (1)物体对地初速度为零,传送带匀速运动,(也就是将物体由静止放在运动的传送带上) 物体的受力情况和运动情况如图1所示:其中V是传送带的速度,V10是物体相对于传送带的初速度,f是物体受到的滑动摩擦力,V20是物体对地运动初速度。(以下的说明中个字母的意义与此相同) 物体必定在滑动摩擦力的作用下相对于地做初速度为零的匀加速直线运动。其加速度由牛顿第二定律 ,求得;

高中物理传送带问题(有答案)

传送带问题 例1:一水平传送带长度为20m ,以2m /s 的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为0.1,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,到达另一端所需时间为多少? 解:物体加速度a=μg=1m/s2,经t1=v/a =2s 与传送带相对静止,所发生的位移 S1=1/2 at 12=2m,然后和传送带一起匀速运动经t2=l-s1/v =9s ,所以共需时间t=t1+t2=11s 练习:在物体和传送带达到共同速度时物体的位移,传送带的位移,物体和传送带的相对位移分别是多少?(S1=1/2 vt1=2m ,S2=vt1=4m ,Δs=s2-s1=2m ) 例2:如图2—1所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s 的速度逆时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A →B 的长度L=16m ,则物体从A 到B 需要的时间为多少? 【解析】物体放上传送带以后,开始一段时间,其运动加速度 2m/s 10cos sin =+=m mg mg a θ μθ。 这样的加速度只能维持到物体的速度达到10m/s 为止,其对应的时间和位移分别为: ,1s 10 101s a v t === m 52 21==a s υ<16m 以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上,其加速度大小为(因为mgsin θ>μmgcos θ)。 22m/s 2cos sin =-=m mg mg a θμθ。 设物体完成剩余的位移2s 所用的时间为2t , 则2222022 1t a t s +=υ, 11m= ,10222t t + 解得:)s( 11 s, 1 2212舍去或-==t t , 所以:s 2s 1s 1=+=总t 。

高考物理--传送带问题专题归类(含答案及解析)

传送带问题归类分析 传送带是运送货物的一种省力工具,在装卸运输行业中有着广泛的应用,本文收集、整理了传送带相关问题,并从两个视角进行分类剖析:一是从传送带问题的考查目标(即:力与运动情况的分析、能量转化情况的分析)来剖析;二是从传送带的形式来剖析.(一)传送带分类:(常见的几种传送带模型) 1.按放置方向分水平、倾斜和组合三种; 2.按转向分顺时针、逆时针转两种; 3.按运动状态分匀速、变速两种。 (二)| (三)传送带特点:传送带的运动不受滑块的影响,因为滑块的加入,带动传送带的电机要多输出的能量等于滑块机械能的增加量与摩擦生热的和。 (三)受力分析:传送带模型中要注意摩擦力的突变(发生在v物与v带相同的时刻),对于倾斜传送带模型要分析mgsinθ与f的大小与方向。突变有下面三种: 1.滑动摩擦力消失; 2.滑动摩擦力突变为静摩擦力; 3.滑动摩擦力改变方向; (四)运动分析: 1.注意参考系的选择,传送带模型中选择地面为参考系; 2.判断共速以后是与传送带保持相对静止作匀速运动呢还是继续加速运动 , 3.判断传送带长度——临界之前是否滑出 (五)传送带问题中的功能分析

1.功能关系:W F =△E K +△E P +Q 。传送带的能量流向系统产生的内能、被传送的物体的动能变化,被传送物体势能的增加。因此,电动机由于传送工件多消耗的电能就包括了工件增加的动能和势能以及摩擦产生的热量。 2.对W F 、Q 的正确理解 (a )传送带做的功:W F =F·S 带 功率P=F× v 带 (F 由传送带受力平衡求得) (b )产生的内能:Q=f·S 相对 (c )如物体无初速,放在水平传送带上,则在整个加速过程中物体获得的动能E K ,因为摩擦而产生的热量Q 有如下关系:E K =Q= 2 mv 2 1传 。一对滑动摩擦力做的总功等于机械能转化成热能的值。而且这个总功在求法上比一般的相互作用力的总功更有特点,一般的一对相互作用力的功为W =f 相s 相对,而在传送带中一对滑动摩擦力的功W =f 相s ,其中s 为被传送物体的实际路程,因为一对滑动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),并且一个是正功一个是负功,其代数和是负值,这表明机械能向内能转化,转化的量即是两功差值的绝对值。 (六)水平传送带问题的变化类型 ) 设传送带的速度为v 带,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ,两定滑轮之间的距离为L ,物体置于传送带一端的初速度为v 0。 1、v 0=0, v 0物体刚置于传送带上时由于受摩擦力作用,将做a =μg 的加速运动。 假定物体从开始置于传送带上一直加速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为v = gL μ2,显然有: v 带< gL μ2 时,物体在传送带上将先加速,后匀速。 v 带 ≥ gL μ2时,物体在传送带上将一直加速。 2、 V 0≠ 0,且V 0与V 带同向 (1)V 0< v 带时,同上理可知,物体刚运动到带上时,将做a =μg 的加速运动,假定物体一直加速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为V = gL V μ220 +,显然有: V 0< v 带< gL V μ220 + 时,物体在传送带上将先加速后匀速。 v 带 ≥ gL V μ220 + 时,物体在传送带上将一直加速。 (2)V 0> v 带时,因V 0> v 带,物体刚运动到传送带时,将做加速度大小为a = μg 的减速运动,假定物体一直减速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为V = gL V μ220 - ,显然

高中物理传送带问题知识难点讲解汇总带复习资料

弄死我咯,搞了一个多钟 传送带问题 一、难点形成的原因: 1、对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何,等等,这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清; 2、对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动,判断错误; 3、对于物体在传送带上运动过程中的能量转化情况考虑不全面,出现能量转化不守恒的错误过程。 二、难点突破策略: (1)突破难点1 在以上三个难点中,第1个难点应属于易错点,突破方法是先让学生正确理解摩擦力产生的条件、方向的判断方法、大小的决定因素等等。通过对不同类型题目的分析练习,让学生做到准确灵活地分析摩擦力的有无、大小和方向。 摩擦力的产生条件是:第一,物体间相互接触、挤压;第二,接触面不光滑;第三,物体间有相对运动趋势或相对运动。 前两个产生条件对于学生来说没有困难,第三个条件就比较容易出问题了。若物体是轻轻地放在了匀速运动的传送带上,那么物体一定要和传送带之间产生相对滑动,物体和传送带一定同时受到方向相反的滑动摩擦力。关于物体所受滑动摩擦力的方向判断有两种方法:一是根据滑动摩擦力一定要阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,先判断物体相对传送带的运动方向,可用假设法,若无摩擦,物体将停在原处,则显然物体相对传送带有向后运动的趋势,因此物体要受到沿传送带前进方向的摩擦力,由牛顿第三定律,传送带要受到向后的阻碍它运动的滑动摩擦力;二是根据摩擦力产生的作用效果来分析它的方向,物体只所以能由静止开始向前运动,则一定受到向前的动力作用,这个水平方向上的力只能由传送带提供,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力,传送带必须要由电动机带动才能持续而稳定地工作,电动机给传送带提供动力作用,那么物体给传送带的就是阻力作用,与传送带的运动方向相反。 若物体是静置在传送带上,与传送带一起由静止开始加速,若物体与传送带之间的动摩擦因数较大,加速度相对较小,物体和传送带保持相对静止,它们之间存在着静摩擦力,物体的加速就是静摩擦力作用的结果,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力;若物体与传送带之间的动摩擦因数较小,加速度相对较大,物体和传送带不能保持相对静止,物体将跟不上传送带的运动,但它相对地面仍然是向前加速运动的,它们之间存在着滑动摩擦力,同样物体的加速就是该摩擦力的结果,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力。 若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动,则它们之间无摩擦力,否则物体不可能匀速运动。 若物体以大于传送带的速度沿传送带运动方向滑上传送带,则物体将受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用,直到减速到和传送带有相同的速度、相对传送带静止为止。因此该摩擦力方向一定与物体运动方向相反。 若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动一段时间后,开始减速,因物体速度越来越小,故受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用,方向与物体的运动方向相反,传送带则受到与传送带运动方向相同的摩擦力作用。 若传送带是倾斜方向的,情况就更为复杂了,因为在运动方向上,物体要受重力沿斜面的下滑分力作用,该力和物体运动的初速度共同决定相对运动或相对运动趋势方向。 例1:如图2—1所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s的速度逆时针转动,在 传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已 知传送带从A→B的长度L=16m,则物体从A到B需要的时间为多少? 图2—1 【审题】传送带沿逆时针转动,与物体接触处的速度方向斜向下,物体初速度为零,所以物体相对传送带向上滑动(相对地面是斜向下运动的),因此受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用,这样物体在沿斜面方向上所受的合力为重力的下滑

高中物理传送带问题知识难点讲解汇总(带答案)

图2—1 弄死我咯,搞了一个多钟 传送带问题 一、难点形成的原因: 1、对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何,等等,这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清; 2、对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动,判断错误; 3、对于物体在传送带上运动过程中的能量转化情况考虑不全面,出现能量转化不守恒的错误过程。 二、难点突破策略: (1)突破难点1 在以上三个难点中,第1个难点应属于易错点,突破方法是先让学生正确理解摩擦力产生的条件、方向的判断方法、大小的决定因素等等。通过对不同类型题目的分析练习,让学生做到准确灵活地分析摩擦力的有无、大小和方向。 摩擦力的产生条件是:第一,物体间相互接触、挤压; 第二,接触面不光滑; 第三,物体间有相对运动趋势或相对运动。 前两个产生条件对于学生来说没有困难,第三个条件就比较容易出问题了。若物体是轻轻地放在了匀速运动的传送带上,那么物体一定要和传送带之间产生相对滑动,物体和传送带一定同时受到方向相反的滑动摩擦力。关于物体所受滑动摩擦力的方向判断有两种方法:一是根据滑动摩擦力一定要阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,先判断物体相对传送带的运动方向,可用假设法,若无摩擦,物体将停在原处,则显然物体相对传送带有向后运动的趋势,因此物体要受到沿传送带前进方向的摩擦力,由牛顿第三定律,传送带要受到向后的阻碍它运动的滑动摩擦力;二是根据摩擦力产生的作用效果来分析它的方向,物体只所以能由静止开始向前运动,则一定受到向前的动力作用,这个水平方向上的力只能由传送带提供,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力,传送带必须要由电动机带动才能持续而稳定地工作,电动机给传送带提供动力作用,那么物体给传送带的就是阻力作用,与传送带的运动方向相反。 若物体是静置在传送带上,与传送带一起由静止开始加速,若物体与传送带之间的动摩擦因数较大,加速度相对较小,物体和传送带保持相对静止,它们之间存在着静摩擦力,物体的加速就是静摩擦力作用的结果,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力;若物体与传送带之间的动摩擦因数较小,加速度相对较大,物体和传送带不能保持相对静止,物体将跟不上传送带的运动,但它相对地面仍然是向前加速运动的,它们之间存在着滑动摩擦力,同样物体的加速就是该摩擦力的结果,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力。 若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动,则它们之间无摩擦力,否则物体不可能匀速运动。 若物体以大于传送带的速度沿传送带运动方向滑上传送带,则物体将受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用,直到减速到和传送带有相同的速度、相对传送带静止为止。因此该摩擦力方向一定与物体运动方向相反。 若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动一段时间后,开始减速,因物体速度越来越小,故受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用,方向与物体的运动方向相反,传送带则受到与传送带运动方向相同的摩擦力作用。 若传送带是倾斜方向的,情况就更为复杂了,因为在运动方向上,物体要受重力沿斜面的下滑分力作用,该力和物体运动的初速度共同决定相对运动或相对运动趋势方向。 例1:如图2—1所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s 的速度逆时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A →B 的长度L=16m ,则物体从A 到B 需要的时间为多少? 【审题】传送带沿逆时针转动,与物体接触处的速度方向斜向下,物体初速度为零,所以物体相对传送带向上滑动(相对地面是斜向下运动的),因此受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用,这样物体在沿斜面方向上所受的合力为重力的下滑

高一物理传送带问题解析

(一)水平放置运行的传送带处理水平放置的传送带问题,首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析,分清物体所受摩擦力是阻力还是动力;其二是对物体进行运动状态分析,即对静态→动态→终态进行分析和判断,对其全过程作出合理分析、推论,进而采用有关物理规律求解.这类问题可分为:①运动学型;②动力学型;③动量守恒型;④图象型. 例1. 如图1-1所示,一平直的传送带以速度V=2m/s匀速运动,传送带把A处的工件运送到B处,A、B相距L=10m.从A处把工件无初速地放到传送带上,经时间t=6s能传送到B处,欲用最短时间把工件从A处传到B处,求传送带的运行速度至少多大. 分析和解答:此题应先分析工件在t=6s内是任何种运动,然后作出判断,进而用数学知识来加以处理,使之得出传送带的运行速度至少多大? 由题意可知>,所以工件在6s内先匀加速运动,后匀速运动,故有s1=t1①,s1=v·t2②.由于t1+t2=t③,s1+s2=L④,联立求解①~④得;t1=2s;a==1m/s2⑤,若要工件最短时间传送到B处,工件加速度仍为a,设传送带速度为v,工件先加速后匀速,同上L=t1+vt2⑥,又∵t1=⑦,t2=t-t1⑧,联立求解⑥~⑧得L=+v(t-?雪⑨,将⑨式化简得t=+⑩,从⑩式看出×==常量,故当=,即时v=,其t有最小值. 因而v==m/s=2m/s=4.47m/s.通过解答可知工件一直加速到B所用时间最短.评析:此题先从工件由匀加速直线运动直至匀速与传送带保持相对静止,从而求出加速度,再由数学知识求得传送带的速度为何值时,其工件由A到B的时间最短,这正是解题的突破口和关键,这是一道立意较新的运动学考题,也是一道典型的数理有机结合的物理题,正达到了考查学生能力的目的. 例2. 如图2-1所示,水平传送带AB长L=8.3m,质量为M=1kg的木块随传送带一起以v1=2m/s的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定),木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5.当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g 的子弹以v0=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度v=50m/s,以后每隔1s就有一颗子弹射中木块,设子弹射穿木块的时间极短,且每次射入点各不相同,g取10m/s2. (1)第一颗子弹射入木块并穿出时,木块速度多大? (2)求在被第二颗子弹击中前,木块向右运动离A点的最大距离. (3)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中? 分析和解答:(1)设子弹第一次射穿木块后的速度为v'(方向向右),则在第一次射穿木块的过程中,对木块和子弹整体由动量守恒定律(取向右方向为正)得:mv0-Mv1=mv+Mv',可解得v'=3m/s,其方向应向右. (2)木块向右滑动中加速度大小为a=μg=5m/s2,以速度v'=3m/s向右滑行速度减为零时,所用时间为t1==0.6s,显然这之前第二颗子弹仍未射出,所以木块向右运动离A点的最大距离sm==0.9m. (3)木块向右运动到离A点的最大距离之后,经0.4s木块向左作匀加速直线运动,并获得速度v',v''=a×0.4=2m/s,即恰好在与皮带速度相等时第二颗子弹将要射入.注意到这一过程中(即第一个1秒内)木块离A点s1=sm-×a×0.42=0.5m.第二次射入一颗子弹使得木块运动的情况与第一次运动的情况完全相同,即在每一秒的时间里,有一颗子弹击中木块,使木块向右运动0.9m,又向左移动s'=×a×0.42=0.4m,每一次木块向右离开A点的距离是0.5m.显然,第16颗子弹恰击中木块时,木块离A端的距离是s2=15×0.5m=7.5m,第

高一物理传送带问题归类分析报告

实用文档 送带问题归类分析 文案大全传 传送带是运送货物的一种省力工具,在装卸运输行业中有着广泛的应用,只要稍加留心,在工厂、车站、机场、装卸码头随处可见繁忙运转的传送带.近年来“无论是平时训练还是高考,均频繁地以传送带为题材命题”,体现了理论联系实际,体现了把物理知识应用于日常生活和生产实际当中.本文收集、整理了传送带相关问题,并从两个视角进行分类剖析:一是从传送带问题的考查目标(即:力与运动情况的分析、能量转化情况的分析)来剖析;二是从传送带的形式来剖析. 首先,概括下与传送带有关的知识: (一)传送带分类:(常见的几种传送带模型) 1.按放置方向分水平、倾斜和组合三种; 2.按转向分顺时针、逆时针转两种; 3.按运动状态分匀速、变速两种。 (二)传送带特点:传送带的运动不受滑块的影响,因为滑块的加入,带动传送带的电机要多输出的能量等于滑块机械能的增加量与摩擦生热的和。 (三)受力分析:传送带模型中要注意摩擦力的突变(发生在v物与v带相同的时刻),对于倾斜传送带模型要分析mgsinθ与f的大小与方向。突变有下面三种: 1.滑动摩擦力消失; 2.滑动摩擦力突变为静摩擦力; 3.滑动摩擦力改变方向; (四)运动分析: 1.注意参考系的选择,传送带模型中选择地面为参考系; 2.判断共速以后是与传送带保持相对静止作匀速运动呢?还是继续加速运动? 实用文档 文案大全 3.判断传送带长度——临界之前是否滑出? (五)传送带问题中的功能分析 1.功能关系:W F=△E K+△E P+Q。传送带的能量流向系统产生的内能、被传送的物体的动能变化,被传送物体势能的增加。因此,电动机由于传送工件多消耗的电能就包括

(完整word版)高中物理传送带专题题目与答案

传 送 带 问 题 一、传送带问题中力与运动情况分析 1、水平传送带上的力与运动情况分析 例1 水平传送带被广泛地应用于车站、码头,工厂、车间。如图所示为水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB 始终保持v 0=2 m/s 的恒定速率运行,一质量为m 的工件无初速度地放在A 处,传送带对工件的滑动摩擦力使工件开始做匀加速直线运动,设工件与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2 ,AB 的之间距离为L =10m ,g 取10m/s 2 .求工件从A 处运动到B 处所用的时间. 例2: 如图甲所示为车站使用的水平传送带的模型,传送带长L =8m ,以速度v =4m/s 沿顺时针方向匀速转动,现有一个质量为m =10kg 的旅行包以速度v 0=10m/s 的初速度水平地滑上水平传送带.已知旅行包与皮带间的动摩擦因数为μ=0.6 ,则旅行包从传送带的A 端到B 端所需要的时间是多少?(g =10m/s 2 ,且可将旅行包视为质点.) 例3、如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图,绷紧的传送带始终保持3.0m /s 的恒定速率运行,传送带的水平部分AB 距水平地面的高度为h=0.45m.现有一行李包(可视为质点)由A 端被传送到B 端,且传送到B 端时没有被及时取下,行李包从B 端水平抛出,不计空气阻力,g 取10 m/s 2 (1) 若行李包从B 端水平抛出的初速v =3.0m /s ,求它在空中运动的时间和飞出的水平距离; (2) 若行李包以v 0=1.0m /s 的初速从A 端向右滑行, 包与传送带间的动摩擦因数μ=0.20,要使它从B 端飞出的水平距离等于(1)中所 求的水平距离,求传送带的长度L 应满足的条件? 例4一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为 。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a 0开始运动,当其速度达到v 0后,便以此速度做匀速运动,经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度. B A L h 图 甲

高中物理难点分类解析滑块与传送带模型问题(经典)

滑块—木板模型 例1 如图1所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B,A、B间的最大静摩擦力为μmg,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。 分析:为防止运动过程中A落后于B(A不受拉力F的直接作用,靠A、B间的静摩擦力加速),A、B一起加速的最大加速度由A决定。解答:物块A能获得的最大加速度为: .∴A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为: . 变式1 例1中若拉力F作用在A上呢?如图2所示。 解答:木板B能获得的最大加速度为: 。∴A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为: . 变式2 在变式1的基础上再改为:B与水平面间的动摩擦因数为

(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力),使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。 解答:木板B能获得的最大加速度为: ,设A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为Fm,则: 解得: 例2 如图3所示,质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒力F,F=8N,当小车速度达到1.5m/s时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小。(g取10m/s2) 解答:物体放上后先加速:a1=μg=2m/s2,此时小车的加速度 为: ,当小车与物体达到共同速度时:v共=a1t1=v0+a2t1,解得:t1=1s ,v共=2m/s,以后物体与小车相对静止: (∵ ,物体不会落后于小车)物体在t=1.5s内通过的位移为:s= a1t12+v共(t-t1)+

a3(t-t1)2=2.1m 练习1 如图4所示,在水平面上静止着两个质量均为m=1kg、长度均为 L=1.5m的木板A和B,A、B间距s=6m,在A的最左端静止着一个质量为M=2kg的小滑块C,A、B与C之间的动摩擦因数为μ1=0.2,A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1。最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。现在对C施加一个水平向右的恒力F=4N,A和C开始运动,经过一段时间A、B相碰,碰后立刻达到共同速度,C瞬间速度不变,但A、B并不粘连,求:经过时间t=10s时A、B、C 的速度分别为多少?(已知重力加速度g=10m/s2) 解答:假设力F作用后A、C一起加速,则: ,而A能获得的最大加速度为: ,∵ ,∴假设成立,在A、C滑行6m的过程中: ,∴v1=2m/s, ,A、B相碰过程,由动量守恒定律可得:mv1=2mv2 ,∴v2=1m/s,此后A、C相对滑动: ,故C匀速运动;

高一物理专题传送带问题

传送带问题 1.一水平传送带长度为20m,以2m/s的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数 为0.1,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,到达另一端所需时间为多少? V 针对练习1、如图所示,一平直的传送带以速度v=2 m / s匀速运动,传送带把A处的工件运送到B处,A、B相距L=10 m。从A处把工件无初速地放到传送带上,经过时间t=6 s能传送到B处。欲用最短的时间把从A处传送到B处,求传送带的运行速度至少多大? 2:如图所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s的速度逆时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的有色物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5, 则(1)已知传送带从A→B的长度L=16m,物体从A到B需要的时间为多少? (2)已知传送带从A→B的长度L=5m, (3)求:物体从A 运动到B 的过程中,有色物体在传送带上留下的痕迹

3:如图所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s的速度顺时针转动,在传送带下端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.9,已知传送带从A→B 的长度L=50m,则物体从A到B需要的时间为多少? 4:在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。当旅客把行李放到传送带上时,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动。随后它们保持相对静止,行李随传送带一起前进。设传送带匀速前进的速度为0.25m/s,把质量为5kg的木箱静止放到传送带上,由于滑动摩擦力的作用,木箱以6m/s2的加速度前进,那么这个木箱放在传送带上后,传送带上将留下一段多长的摩擦痕迹? 5:一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数 。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a0开始运动,当其速为 度达到v0后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。

高中物理传送带问题知识难点讲解汇总

图2—1 一、难点形成的原因: 1、对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何,等等,这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清; 2、对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动,判断错误; 3、对于物体在传送带上运动过程中的能量转化情况考虑不全面,出现能量转化不守恒的错误过程。 二、难点突破策略: (1)突破难点1 在以上三个难点中,第1个难点应属于易错点,突破方法是先让学生正确理解摩擦力产生的条件、方向的判断方法、大小的决定因素等等。通过对不同类型题目的分析练习,让学生做到准确灵活地分析摩擦力的有无、大小和方向。 摩擦力的产生条件是:第一,物体间相互接触、挤压; 第二,接触面不光滑; 第三,物体间有相对运动趋势或相对运动。 前两个产生条件对于学生来说没有困难,第三个条件就比较容易出问题了。若物体是轻轻地放在了匀速运动的传送带上,那么物体一定要和传送带之间产生相对滑动,物体和传送带一定同时受到方向相反的滑动摩擦力。关于物体所受滑动摩擦力的方向判断有两种方法:一是根据滑动摩擦力一定要阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,先判断物体相对传送带的运动方向,可用假设法,若无摩擦,物体将停在原处,则显然物体相对传送带有向后运动的趋势,因此物体要受到沿传送带前进方向的摩擦力,由牛顿第三定律,传送带要受到向后的阻碍它运动的滑动摩擦力;二是根据摩擦力产生的作用效果来分析它的方向,物体只所以能由静止开始向前运动,则一定受到向前的动力作用,这个水平方向上的力只能由传送带提供,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力,传送带必须要由电动机带动才能持续而稳定地工作,电动机给传送带提供动力作用,那么物体给传送带的就是阻力作用,与传送带的运动方向相反。 若物体是静置在传送带上,与传送带一起由静止开始加速,若物体与传送带之间的动摩擦因数较大,加速度相对较小,物体和传送带保持相对静止,它们之间存在着静摩擦力,物体的加速就是静摩擦力作用的结果,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力;若物体与传送带之间的动摩擦因数较小,加速度相对较大,物体和传送带不能保持相对静止,物体将跟不上传送带的运动,但它相对地面仍然是向前加速运动的,它们之间存在着滑动摩擦力,同样物体的加速就是该摩擦力的结果,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力。 若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动,则它们之间无摩擦力,否则物体不可能匀速运动。 若物体以大于传送带的速度沿传送带运动方向滑上传送带,则物体将受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用,直到减速到和传送带有相同的速度、相对传送带静止为止。因此该摩擦力方向一定与物体运动方向相反。 若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动一段时间后,开始减速,因物体速度越来越小,故受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用,方向与物体的运动方向相反,传送带则受到与传送带运动方向相同的摩擦力作用。 若传送带是倾斜方向的,情况就更为复杂了,因为在运动方向上,物体要受重力沿斜面的下滑分力作用,该力和物体运动的初速度共同决定相对运动或相对运动趋势方向。 例1:如图2—1所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s 的速度逆时针转动, 在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A →B 的长度L=16m ,则物体从A 到B 需要的时间为多少? 【审题】传送带沿逆时针转动,与物体接触处的速度方向斜向下,物 体初速度为零,所以物体相对传送带向上滑动(相对地面是斜向下运动的),因此受到沿斜面向下 的滑动摩擦力作用, 这样物体在沿斜面方向上所受的合力为重力的下滑分力和向下的滑动摩擦力,因此物体要做匀加速运动。当物体加速到与传送带有相同速度时,摩擦力情况要发生变化,同速的瞬间可以看成二者间相对静止,无滑动摩擦力,但物体此时还受到重力的下滑分力作用,因此相对于传送带有向下的运动趋势,若重力的下滑分力大于物体和传送带之间的最大静摩擦力,此时有μ<tan θ,则物体将向下加速,所受摩擦力为沿斜面向上的滑动摩擦力;若重力的下滑分力小于或等于物体和传送带之间的最大静摩擦力,此时有μ≥tan θ,则物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动,所受静摩擦力沿斜面向上,大小等于重力的下滑分力。也可能出现的情况是传送带比较短,物体还没有加速到与传送带同速就已经滑到了底端,这样物体全过程都是受沿斜面向上的滑动摩擦力作用。

超经典高中物理传送带专题 ,

传送带专题 一.水平传送带 1.如图所示,物体与水平传送带之间的动摩擦因数μ=0.20,皮带轮之间的距离为1 2.0m,当皮带静止不动,物体以v0=8.0m/s的初速度从A向B运动,求离开皮带的速度与在皮带上的滑行时间.(g=10m/s2)变式: 如图4.5-2所示,物体与水平传送带之间的动摩擦因数μ=0.20,皮带轮之间的距离为12.0m,当皮带静止不动,物体以v0=8.0m/s的初速度从A向B运动,求离开皮带的速度与在皮带上的滑行时间.(g=10m/s2) 变式:①如果皮带轮逆时针转动,且线速度为2m/s; ②如果皮带轮顺时针转动,且线速度为2m/s; ③当皮带轮顺时针转动,皮带的线速度为6m/s; ④当皮带轮顺时针转动,皮带的线速度为9m/s; ⑤当皮带轮顺时针转动,皮带的线速度为12m/s 2.如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行.初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平面上的A处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图象(以地面为参考系)如 图乙所示.已知v2>v1.则() A.t2时刻,小物块离A处的距离达到最大 B.t1时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C.t2-t3时间内,小物块受到的摩擦力方向向右 D.0-t2时间内,小物块受到摩擦力的大小和方向都 不变 3.一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a0开始运动,当其速度达到v0后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。

高中物理难点分类解析滑块与传送带模型问题(经典)

滑块—木板模型 例1如图1所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B,A、B间的最大静摩擦力为μmg,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。 分析:为防止运动过程中A落后于B(A不受拉力F的直接作用,靠A、B间的静摩擦力加速),A、B 一起加速的最大加速度由A决定。解答:物块A能获得的最大加速度为:.∴A、B 一起加速运动时,拉力F的最大值为:. 变式1例1中若拉力F作用在A上呢如图2所示。解答:木板B能获得的最大加速度为:。∴A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为: . 变式2在变式1的基础上再改为:B与水平面间的动摩擦因数为(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力),使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。 解答:木板B能获得的最大加速度为:,设A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为F m,则: 解得: 《 例2 如图3所示,质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒 力F,F=8N,当小车速度达到1.5m/s时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小。(g 取10m/s2) 解答:物体放上后先加速:a1=μg=2m/s2,此时小车的加速度为:,当小车与物体达到共同速度时:v共=a1t1=v0+a2t1,解得:t1=1s ,v共=2m/s,以后物体与小车相对静止: (∵,物体不会落后于小车)物体在t=1.5s内通过的位移为:s= a1t12+v共(t-t1)+ a3(t-t1)2=2.1m

练习1如图4所示,在水平面上静止着两个质量均为m=1kg、长度均为L=1.5m的木板A和B,A、B 间距s=6m,在A的最左端静止着一个质量为M=2kg的小滑块C,A、B与C之间的动摩擦因数为μ1=0.2,A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1。最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。现在对C施加一个水平向右的恒力F=4N,A和C开始运动,经过一段时间A、B相碰,碰后立刻达到共同速度,C瞬间速度不变,但A、B并不粘连,求:经过时间t=10s时A、B、C的速度分别为多少(已知重力加速度g=10m/s2) 解答:假设力F作用后A、C一起加速,则:,而A能获得的最 大加速度为:,∵,∴假设成立,在A、C滑行6m的过程中:,∴v1=2m/s,,A、B相碰过程,由动量守恒定律可得:mv1=2mv2 ,∴v2=1m/s,此后A、C相对滑动:,故C匀速运动; ,故AB也匀速运动。设经时间t2,C从A右端滑下:v1t2-v2t2=L∴t2=1.5s,然后A、B分离,A减速运动直至停止:a A=μ2g=1m/s2,向 左,,故t=10s时,v A=0.C在B上继 续滑动,且C匀速、B加速:a B=a0=1m/s2,设经时间t4,C.B速度相 等:∴t4=1s。此过程中,C.B的相对位移为:,故C没有从B的右端滑下。然后C.B一起加速,加速度为a1,加速的时间为: ,故t=10s时,A、B、C的速度分别为0,2.5m/s,2.5m/s. $ 练习2如图5所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数 ,取g=10m/s2,试求: (1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端 (2)若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,通过分析和计算后。(解答略)答案如下:(1)t=1s,(2)①当F≤N时,A、B相对静止且对地静止,f2=F;,②当2N6N时,A、B发生相对滑动,N. 滑块问题 1.如图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量为M=4kg,长为L=;木板右端放着一

高中物理传送带专题

传送带问题 难点: 1、判断物体与传送带之间是否存在摩擦力。如果存在,是滑动摩擦力还是静摩擦力,摩擦力的大小如何计算,方向如何判断。 2、判断物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动。 1.受力分析:力的正交分解法 2.力和运动的关系:力是改变物体运动状态的根本原因。 水平传送带问题: 轻轻放在水平传送带上的物体在传送带上只有两种运动情况:(轻轻放意味着物体的初速度为0) 1.传送带足够长。物体先做初速度为0的匀加速直线运动,加速度g a μ=,当物体与传送带共速之后,以传送带的速度做匀速直线运动。 2.传送带不够长。物体一直做匀加速直线运动,加速度g a μ=,物体的速度还咩有达到与传送带共速,便送传送带滑落出去。 例一、水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查.如图1所示为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB 始终保持v=1m/s 的恒定速率运行,一质量为m=4kg 的行李无初速地放在A 处,设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,AB 间的距离l=2m ,g 取10m/s2. (1)从A 运动到B 的时间以及物体在皮带上留下的滑痕长度; (2)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B 处,求行李从A 处传送到B 处的最短时间和传送带对应的最小运行速率. 例二、一水平传送带以2.0m/s 的速度顺时针传动,水平部分长为2.0m ,其右端与一倾角为θ=37°的光滑斜面平滑相连,斜面长为0.4m ,一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最左端,已知物块与传送带间动摩擦因数μ=0.2,试问: (1)物块到达传送带右端的速度。 (2)物块能否到达斜面顶端?若能则说明理由,若不能则求出物块上升的最大高度。(sin37° =0.6,g 取l0 m/s 2) A B v 图1 图2

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