高中物理传送带问题知识难点讲解汇总
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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。
传送带知识点高一传送带是一种广泛应用于工业生产领域的物料输送设备,具有高效、快速、安全等特点,广泛应用于各行各业。
作为高中物理课程中的一部分,了解传送带的相关知识对学生们来说至关重要。
本文将介绍传送带的定义、构造、工作原理以及一些常见问题。
一、传送带的定义传送带是一种用于物料输送的装置,由传送带带体和传送带轮组成。
传送带带体通常由橡胶、塑料、皮革等材料制成,传送带轮则配备在驱动装置上,通过驱动装置带动传送带带动物料进行输送。
二、传送带的构造传送带主要由传送带带体、传送带轮、张紧装置和驱动装置组成。
1. 传送带带体:传送带带体通常由多层材料组成,如橡胶、纤维布等。
不同的材料层次有不同的功能,比如橡胶层可以增加摩擦力,纤维布层可以加强带体的强度。
2. 传送带轮:传送带轮通常由金属材料制成,安装在驱动装置上。
传送带轮的作用是通过转动带动传送带带体进行物料输送。
3. 张紧装置:张紧装置用于调整传送带的张力,使传送带保持适当的张力状态。
过紧或过松的张力都会影响传送带的正常工作。
4. 驱动装置:驱动装置通过电机等能量源带动传送带轮旋转,使传送带开始工作,将物料从一个地方运输到另一个地方。
三、传送带的工作原理传送带的工作原理是通过驱动装置带动传送带轮旋转,从而带动传送带带体进行物料输送。
具体工作原理如下:1. 驱动装置通过能量源(如电机)提供的能量带动传送带轮旋转。
2. 传送带轮的旋转使传送带带体开始运动,物料随之被带动。
3. 物料沿着传送带的输送方向进行运动,最终将物料从一个地方运输到另一个地方。
4. 在运输过程中,可以通过张紧装置来调整传送带的张力,保证传送带的正常工作。
四、传送带的应用领域传送带作为一种常见的物料输送设备,广泛应用于各行各业。
以下是传送带的一些应用领域:1. 矿山行业:传送带在矿山行业中被广泛应用于矿石、煤炭等物料的长距离输送。
2. 建筑行业:传送带可以用于建筑工地的物料输送,如砖块、混凝土等。
人教版新教材高中物理必修第一册第四章运动和力的关系相对运动模型---传送带专题(题组分类训练)题组特训特训内容题组一物体初速为0的水平匀速传送带模型题组二物体初速与带速同、反向的水平匀速传送带模型题组三物体沿传送带下滑的倾斜匀速传送带模型题组四物体沿传送带上滑的倾斜匀速传送带模型题组五图像问题在传送带模型中的应用基础知识清单擦力和静摩擦力的转换、对地位移和二者间相对位移的区别,综合牛顿运动定律、运动学公式、功和能等知识,该题型按传送带设置可分为水平与倾斜两种;按转向可分为物、带同向和物、带反向两种;按转速是否变化可分为匀速和匀变速两种.水平传送带模型木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左到右的运动时间可能是( ) A.Lv+v2μgB.LvC.2LμgD.2Lv【答案】ACD【解析】若木块一直匀加速,则有L=12μgt2,得t=2Lμg,C正确;若到达传送带另一端时,速度恰好等于v,则有L=v-t=v2t,得t=2Lv,D正确;若木块先匀加速经历时间t1,位移为x,再匀速经历时间t2,位移为L-x,则有v=μgt1,2μgx=v2,vt2=L -x,从而得t=t1+t2=Lv+v2μg,A正确.2.如图所示,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.【答案】v20(a0-μg)2a0μg【解析】依题意知,传送带的加速度大于煤块的加速度,即a0>μg,由运动学公式不难求出,传送带达到匀速的时间为v 0a 0,煤块达到与传送带相对静止的时间为v 0μg, 根据以上分析,煤块与传送带的v -t 图象分别如图中直线OB 和折线OAB 所示.因v -t 图线和t 轴所围图形的面积表示位移,则△OAB 的面积即为二者间的相对位移,亦即黑色痕迹的长度L .3. (多选)如图所示,水平传送带A 、B 两端点相距x =4 m ,以v 0=2 m/s 的速度(始终保持不变)顺时针运转.今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至A 点处,已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4, g 取 10 m/s 2.由于小煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕.则小煤块从A 运动到B 的过程中( )A .小煤块从A 运动到B 的时间是2sB .小煤块从A 运动到B 的时间是2.25 sC .划痕长度是4 mD .划痕长度是0.5 m【答案】BD【解析】小煤块刚放上传送带后,加速度a =μg =4 m/s 2,由v 0=at 1可知,小煤块加速到与传送带同速的时间为t 1=v 0a =0.5 s ,此时小煤块运动的位移x 1=v 02t 1=0.5 m ,而传送带的位移为x 2=v 0t 1=1 m ,故小煤块在传送带上的划痕长度为l =x 2-x 1=0.5 m ,C 错误,D 正确;之后的x -x 1=3.5 m ,小煤块匀速运动,故t 2=x -x 1v 0=1.75 s ,故小煤块从A 运动到B 的时间t =t 1+t 2=2.25 s ,A 错误,B 正确.4.如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪,用于对旅客的行李进行安全检查。
高一物理传送带知识点一、引言物理学作为高中阶段的一门重要学科,对于培养学生的逻辑思维能力和解决实际问题的能力具有重要意义。
在高一年级的物理学习中,传送带作为一个基础而关键的概念,不仅涉及到力学的多个基本原理,而且与日常生活和工程应用紧密相关。
本文旨在梳理高一物理课程中关于传送带的重要知识点,帮助学生构建扎实的物理基础。
二、传送带的基本概念传送带,顾名思义,是用来传送物体的带状机械。
它通常由一个循环的带子和一个驱动装置组成。
物体通过放置在传送带上,随着带子的运动而实现空间位置的转移。
在物理学中,传送带常常被用来研究物体的动力学行为,特别是在摩擦力、牛顿运动定律和能量转换等方面。
三、摩擦力在传送带中的作用摩擦力是传送带运动中的关键力之一。
它的存在使得物体能够与传送带保持相对静止,从而实现物体的平稳传送。
在分析摩擦力时,需要区分静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力作用于物体与传送带接触但尚未发生相对滑动的阶段,而动摩擦力则作用于物体与传送带发生相对滑动时。
通过计算摩擦力的大小和方向,可以预测物体在传送带上的运动状态。
四、牛顿运动定律在传送带问题中的应用牛顿运动定律为分析传送带上物体的运动提供了理论基础。
第一定律,即惯性定律,表明物体在没有外力作用下会保持静止或匀速直线运动。
第二定律则给出了力与加速度之间的关系,即F=ma,通过这一公式可以计算物体在传送带上受力后的加速度变化。
第三定律,作用与反作用定律,说明了力的相互作用性,这对于理解物体与传送带之间的力的作用尤为重要。
五、能量转换与传送带在传送带的工作过程中,能量的转换是一个不可忽视的过程。
当物体从高处放置到低速的传送带上时,其重力势能会转换为动能和摩擦力产生的热能。
反之,当物体从高速传送带落到低处时,其动能会转换为重力势能和热能。
通过分析能量的转换和守恒,可以更好地理解传送带的工作原理和效率问题。
六、传送带的工程应用传送带在工业生产中有着广泛的应用。
它不仅用于物料的搬运和传送,还广泛应用于包装、装配等生产线中。
高一物理传送带模型知识点物理学中的传送带模型是我们学习力学领域的重要内容之一。
在高中物理课程中,我们常常接触到这个模型,通过对传送带的研究和分析,我们可以深入了解物体的运动规律和相关的物理概念。
本文将介绍高一物理课程中,关于传送带模型的一些重要知识点。
一、传送带基本概念传送带是一种运输物体的装置,由驱动装置、承载物体的输送带、输送物体的载体等部分组成。
在物理学中,我们通常使用传送带模型来研究物体在传送带上的运动情况。
二、传送带上物体的运动1. 物体在静止的传送带上的运动当静止的物体放置在传送带上时,在没有外力的情况下,物体会跟随传送带一起匀速运动。
这是因为传送带给物体施加了一个与传送带运动方向相同的恒力,使得物体保持相对静止。
2. 物体在运动的传送带上的运动物体在运动的传送带上,其运动情况会受到传送带速度和物体自身速度的影响。
当传送带速度与物体自身速度方向相同时,物体的速度相对较大;当传送带速度与物体自身速度方向相反时,物体的速度相对较小;当传送带速度与物体自身速度大小相等时,物体的速度保持不变。
3. 物体在斜面传送带上的运动当传送带呈斜面倾斜时,物体会受到来自斜面的支撑力和重力的作用。
根据斜面的角度和传送带速度,我们可以计算物体的加速度、速度和位移等相关物理量。
三、传送带的应用1. 传送带在生产线上的应用传送带在工业生产中有广泛的应用,可以用于将物体从一个生产环节输送到另一个生产环节,提高生产效率,减少人力投入。
2. 传送带在交通工具中的应用一些交通工具上也使用了传送带技术,如行李传送带、自动扶梯等。
这些设备通过传送带的运转,方便乘客和物品在交通工具上的运输。
3. 传送带在物流行业中的应用物流行业中的仓储、分拣、运输等环节,也广泛应用了传送带技术。
通过传送带的运输,可以提高物流效率,降低物流成本。
通过以上对传送带模型的介绍,我们深入了解了物体在传送带上的运动规律和一些相关的应用。
传送带模型不仅在物理学中有重要的研究价值,而且在实际生活和工程应用中也起到了不可忽视的作用。
高中物理10大难点突破,传送带问题篇一: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速度运动,求拉力F的最大值。
(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力),使A、B以同一加解答: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/s)解答:物体放上后先加速:a1=μ2g=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:a1t12+v共(t-t1)+(∵,物体不会落后于小车)物体在t=1.5s内通过的位移为:s=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。
传送带问题专题分析一、知识概要传送带类分水平、倾斜两种:按转向分顺时针、逆时针转两种。
(1)受力和运动分析:受力分析中的摩擦力突变(大小、方向)——发生在V 物与V 传相同的时刻;运动分析中的速度变化——相对运动方向和对地速度变化。
分析关键是:一是 V 物、V 带的大小与方向;二是mgsin θ与f 的大小与方向。
(2)传送带问题中的功能分析①功能关系:W F =△E K +△E P +Q②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=2mv 21传 二、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①运动学型;②动力学型;③动量守恒型;④图象型.例1:质量为m 的物体从离离送带高为H 处沿光滑圆弧轨道下滑,水平进入长为L 的静止的传送带落在水平地面的Q 点,已知物体与传送带间的动摩擦因数为μ,则当传送带转动时,物体仍以上述方式滑下,将落在Q 点的左边还是右边?解:物体从P 点落下,设水平进入传送带时的速度为v 0,则由机械能守恒得 mgH=½mv 02,0v =当传送带静止时,分析物体在传送带上的受力知物体做匀减速运动,a=μmg/m=μg物体离开传送带时的速度为t v 随后做平抛运动而落在Q 点. 当传送带逆时针方向转动时,分析物体在传送带上的受力情况与传送带静止时相同,因而物体离开传送带时的速度仍为t v 随后做平抛运动而仍落在Q 点.(当v 02‹2μgL 时,物体将不能滑出传送带而被传送带送回,显然不符合题意,舍去)当传送带顺时针转动时,可能出现五种情况:(1)当传送带的速度v 较大,v 则分析物体在传送带上的受力可知,物体一直做匀加速运动,离开传送带时的速度为t v v =因而将落在Q 点的右边.(2) 当传送带的速度v 较小, v 则分析物体在传送带上的受力可知,物体f一直做匀减速运动,离开传送带时的速度为tv=因而仍将落在Q点(3)v, 则分析物体在传送带上的受力可知,物体将在传送带上先做匀加速运动,后做匀速运动,离开传送带时的速度tv,因而将落在Q点右边(4)v, 则分析物体在传送带上的受力可知,物体将在传送带上先做匀减运动,后做匀速运动,离开传送带时的速度tv,因而将落在Q点的右边.(5)当传送带的速度v=, 则物体在传送带上不受摩擦力的作用而做匀速运动,故将落在Q点的右边综上所述:当传送带的速度v≤时,物体仍将落在Q点;当传送带的速度tv,物体将落在Q点的右边.例2. 如图所示,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A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.解答:由题意可知Ltv〉,所以工件在6s内先匀加速运动,后匀速运动,故有S1=½vt1①,S2=v·t2②.由于t1+t2=t③,S1+S2=L④,联立求解①~④得;t1=2s;v=at1,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=½v’t1+v’t2⑥,又∵t1=/va⑦,t2=t-t1⑧,联立求解⑥~⑧得L=/2va+v(t-/va)⑨,将⑨式化简得t=//2L vav+⑩,从⑩式看出//22L v La av⨯==常量,故当//2L vav=,即/v=因而v=/v===4.47m/s.通过解答可知工件一直加速到B所用时间最短.例3. 如图所示,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u=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?(4)从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中,子弹、木块和传送带这一系统所产生的热能是多少?解答:(1)设子弹第一次射穿木块后的木块的速度为v1'(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=mu +Mv1',可解得v1'=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/s 2,以速度v1'=3m/s 向右滑行速度减为零时,所用时间为t1=v 1//a =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S m =S 1=v 1/2/2a =0.9m .(3)木块向右运动到离A点的最大距离之后,经t 2=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S 1合=S m-()2112a t t -=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 '=½×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S 15合=15×0.5m=7.5m,第16颗子弹击中木块后,木块再向右运动L-S 15合=8.3m -7.5m =0.8m<0.9m ,木块就从右端B滑出.(4)前15颗子弹,每一次打击过程对子弹和木块系统:Q 1=(½mv 02+½Mv 12)-(½mu 2+½Mv 1/2)对子弹与传送带系统:木块右行过程s 右相=S 1+V 1t 1,得Q 2=μmgs 右相木块左行过程:s 左相=v 1t 2-s /,得Q 3=μmg s 左相第16颗子弹击中的过程:对木块0.8=v 1/t 3-½at 32,解得t 3=0.4s,木块与传送带的相对位移为s 3相=v 1t 3+0.8,得Q 4=μmgs 3相全过程产生的热量为Q=15(Q 1+Q 2+Q 3)+(Q 1+Q 4),代入数据得Q=14155.5J例 4.(05江苏)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.Om /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A=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lOm /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 。
高一物理传送带知识点传送带是我们生活中经常见到的一种物流运输工具,它能够方便地将物品从一个地方运送到另一个地方。
在物理学中,我们将传送带归类为运动学和力学的范畴。
本文将探讨高一物理中关于传送带的知识点。
就让我们一起来探索传送带的奥秘吧!1. 传送带的基本原理传送带由电动机、传动轮、输送带、支架和输送物料等组成。
其基本原理是利用电机带动传动轮,使输送带产生循环运动,从而将物料输送到指定位置。
传送带常用于工业生产线、港口装卸等场合,以提高物流效率。
2. 传送带的速度和加速度在物理学中,我们需要研究传送带的速度和加速度。
传送带的线速度(速度)可以通过测量物料通过传送带所用的时间和所走的距离来计算。
传送带的速度直接影响物料运输的效率和生产能力。
而传送带的加速度则代表着传送带的加速能力,通常通过增加电动机的驱动力或降低传导轮与输送带的摩擦系数来提高加速度。
3. 传送带的功率和效率在物理学中,功率是用来衡量传送带所能输出的功率,其单位是瓦特(W)。
功率的计算公式为功率=力 ×速度。
传送带的功率可以用来衡量其所能输出的功率大小。
而效率则是指传送带所输出的功率与输入的功率之比。
提高传送带的效率可以通过减少能量的浪费,优化传送带的结构等方式来实现。
4. 传送带的摩擦力在物理学中,摩擦力是指两个物体相互接触时产生的中阻碍其相对运动的力。
对于传送带而言,传导轮与输送带之间存在着摩擦力。
为了减小摩擦力,可以采用润滑剂或改进材料表面的方法。
摩擦力的大小对传送带的效率和耗能有着重要的影响。
5. 传送带的应用除了在工业生产线和港口装卸场等方面的应用外,传送带还可以广泛应用于其他领域。
例如,在超市收银台,传送带可帮助收银员将商品从顾客处传送到收银机;在机场行李转盘上,传送带可以将旅客的行李输送到指定位置。
有了传送带,我们的生活将更加便利。
通过对传送带的了解,我们可以更好地理解和应用物理学中的运动学和力学知识。
掌握这些知识点将有助于我们更好地理解和解决与传送带有关的问题。
传送带问题解题方法总结【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。
图2—1 高中传送带问题(经典)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。
传送带知识讲解知识点一、基本模型:一个物块在传送带上运动,可能相对静止,可能相对运动。
二、特征:1、当物块的速度与传送带同向且小于传送带速度时,物块受的摩擦力与速度同向,物块加速。
2、当物块的速度与传送带同向且等于传送带速度时,物块不受摩擦力,物块匀速。
3、当物块的速度与传送带同向且大于传送带速度时,物块受的摩擦力与速度反向,物块减速。
4、当物块的速度与传送带反向时,物块受的摩擦力与速度反向,物块减速。
三、解题思路:分析物块速度与传送带速度的关系→判断物块的受力情况→分析物块的运动情况→与传送带的运动情况进行比较→找到物块与传送带的速度、位移、时间的关系,列方程求解。
四、解题方法:1、隔离法:分别对物块和传送带进行研究,然后进行比较,找出关系,列方程。
2、图像法:解题时,可以分别画出物体和传送带的v-t图像,助于理解运动过程。
例题精讲一、水平传送带模型(一)先加速后匀速的情形【例1】如图,传送带以恒定的速度v顺时针转动,传送带长为L(足够长),现在A端由静止轻轻放上一小物块,小物块与传送带之间的摩擦因素为μ,求:(1)小物块经过多长时间与传送带有共同速度?(2)从开始到小物块与传送带有共同速度的过程中,小物块的位移、传送带的位移以及小物块与传送带之间的相对位移分别为多少?(3)小物块从A端运动到B端,共经历的时间为?【例2】如图,传送带以恒定的速度v=10m/s顺时针转动,传送带长为L=16m,现在A端放上一初速度与传送带速度同向大小为6m/s小物块,小物块与传送带之间的摩擦因素为μ=0.4,求:小物块从A端运动到B端,共经历的时间为?(二)一直加速的情形【例3】如图,传送带以某一恒定的速度顺时针转动,传送带长为L=8m,现在A端由静止释放一小物块,小物块与传送带之间的摩擦因素为μ=0.4,求:小物块从A端运动到B端,最短需要经历的时间为?【例4】如图,传送带以恒定的速度10m/s顺时针转动,传送带长为L=8m,现在A端由静止释放一小物块,小物块与传送带之间的摩擦因素为μ=0.4,求:小物块从A端运动到B端,需要经历的时间为?(三)先减速后匀速的情形【例5】如图,传送带以恒定的速度v=10m/s顺时针转动,传送带长为L=16m,现在A端放上一初速度与传送带速度同向大小为14m/s小物块,小物块与传送带之间的摩擦因素为μ=0.4,求:小物块从A端运动到B端,共经历的时间为?(四)一直减速的情形【例6】如图,传送带以恒定的速度v=10m/s顺时针转动,传送带长为L=16m,现在A端放上一初速度与传送带速度同向大小为18m/s小物块,小物块与传送带之间的摩擦因素为μ=0.4,求:小物块从A端运动到B端,共经历的时间为?(五)先减速再加速的情形【例7】如图,传送带以恒定的速度v=10m/s逆时针转动,传送带长为足够长,现在A端放上一初速度向右大小为8m/s小物块B,小物块B与传送带之间的摩擦因素为μ=0.4,求:小物块B从放上到离开传送带,共经历的时间为多少?物块再次回到A点的速度大小为?(六)先减速再加速再匀速的情形【例8】如图,传送带以恒定的速度v=10m/s逆时针转动,传送带长为足够长,现在A端放上一初速度向右大小为16m/s小物块B,小物块B与传送带之间的摩擦因素为μ=0.4,求:小物块B从放上到离开传送带,共经历的时间为多少?物块再次回到A点的速度大小为?【巩固】如图,传送带顺时针转动,转速可以调整,一物块以向右的初速度10m/s冲上传送带,传送带长10m,物块与传送带之间的摩擦因数为0.4,则物块从右端离开传送带时的速度大小可能为()A.14m/sB.10m/sC.6m/sD.2m/s【巩固】如图,一物块从某光滑曲面上的某点自由滑下,到达底端时水平滑上一逆时针转动的传送带,物块与传送带之间有摩擦,传送带足够长,物块在传送带上减速后将反向加速,最后以某一速度冲上曲面,下列说法正确的是( )A.物块将不能到达初始时的高度B.物块可能恰好到达初始时的高度C.物块可能超过初始时的高度D.以上都有可能二、倾斜传送带模型 (一)先加速后匀速的情形【例9】 如图所示,传送带与地面成夹角θ=30°,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=0.6,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?(二)先加速再加速(两过程中加速度不同)的情形【例10】 如图所示,传送带与地面倾角37θ=︒,从A B →长度为16m ,传送带以10m/s 的速率逆时针转动.在传送带上端A 无初速度地放一个质量为0.5kg 的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.求物体从A 运动到B 所需时间是多少?(sin 370.6,cos370.8︒=︒=)三、传送带也加速的情形【例11】 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0a 开始运动,当其速度达到0v 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.1. 如图所示,水平放置的传送带以速度2m/s v =向右运行,现将一小物体轻轻地放在传送带A 端,物体与传送带间的动摩擦因数0.2μ=.若A 端与B 端相距4m ,则物体由A 到B 的时间和物体到B 端的速度是( )A .2.5s,m/s 2B .1s,2m/sC .2.5s,4m/sD .1s,4m/s2. 如图所示,在一条倾斜的、静止不动的传送带上,有一个滑块能够自由地向下滑动,该滑块由上端自由地滑动到底端所用的时间为1t ,如果传送带向上以速度0v 运动起来,保持其他条件不变,该滑块由上端滑到底端所用的时间为2t ,那么( )A .12t t =B .21t t >C .21t t <D .1t 和2t 的关系不能确定3. 水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,如图所示为一水平传送带装置示意图.紧绷的传送带AB 始终保持恒定的速率1m/s v =运行,一质量为4kg m =的行李无初速度地放在A 处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,A 、B 间的距离2m L =,g 取210m/s .(1)求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小; (2)求行李做匀加速直线运动的时间;(3)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.基础演练θv0v1. 如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角30=θ,皮带在电动机的带动下,始终保持速率2m/s 运行.现把以一工件(可视为质点)轻轻由静止放在皮带的底端,工件与皮带间的动摩擦因数为23,求:工件沿传送带运行L=10m 所需要的时间.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=5m ,则物体从A 到B 需要的时间为多少?3. 如图所示,倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a 加速转动时,小物体A 与传送带相对静止.重力加速度为g .则( )A .只有sin a g θ>,A 才受沿传送带向上的静摩擦力作用B .只有sin a g θ<,A 才受沿传送带向上的静摩擦力作用C .只有sin a g θ=,A 才受沿传送带向上的静摩擦力作用D .无论a 为多大,A 都受沿传送带向上的静摩擦力作用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。
高中物理传送带问题知识难点分析与专题训练一、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。
高考考点传送带问题剖析一、 传送带水平放置设传送带的速度为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,(如图1)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,(如图2)(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: V 带 ≤gL V μ220-时,物体在传送带上将一直减速。
V 0 >V 带>gL V μ220- 时,物体在传送带上将先减速后匀速。
3、 V 0≠ 0,且V 0与V 带反向,(如图3)此种情形下,物体刚运动到传送带上时将做加速度大小为 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: V ≥ 0,即V 0≥gL μ2时,物体将一直做减速运动直到从传送带的另一端离开传送带。
V <0,即V 0< gL μ2时,物体将不会从传送带的另一端离开而从进入端离开,其可能的运动情形有:a 、先沿V 0方向减速,再反向加速直至从放入端离开传送带b 、先沿V 0方向减速,再沿V 0反向加速,最后匀速直至从放入端离开传送带。
高一下物理传送带知识点物理学是一门研究物体的运动与相互作用的科学,而传送带则是物理学中一个重要的实验工具和应用设备。
传送带的运行原理及其应用涉及到许多物理学知识点,下面我们将对这些知识点进行深入的探讨。
一、传送带的基本原理传送带是基于摩擦力和轮系运动的原理,通过载物输送的装置。
它由驱动轮、托辊、托板等部件组成。
驱动轮通过电动机带动传动带的运动,实现物体的输送。
在传送带的运行过程中,我们需要了解以下几个基本概念和原理。
1.1 摩擦力摩擦力是指两个物体之间由于相互接触而发生的阻碍或抵抗相对滑动的力。
在传送带中,摩擦力起到了驱动物体运动的关键作用。
1.2 离心力离心力是物体绕某个轴旋转时由于离开旋转轴的趋势而产生的一种离心的力。
在传送带中,离心力可以通过驱动轮的转动实现物体的持续输送。
1.3 轮系运动原理轮系运动是指由某些物体互相靠合,使得以一定的方式进行旋转的原理。
传送带中的轮系运动通过驱动轮将电能转化为机械能,实现物体的运动。
1.4 勾股定理勾股定理是指在直角三角形中,直角边的平方等于两个直角边的平方和。
在传送带中,勾股定理可以帮助我们计算物体的速度和运动轨迹。
二、传送带的运用传送带作为一种重要的输送设备,广泛应用于各个领域。
下面我们将介绍几个与传送带相关的实际应用。
2.1 工业生产工业生产中常使用传送带来实现物料的自动化输送,包括生产线上的零件、原材料的运输,以及成品的打包和堆放等。
传送带的使用不仅提高了生产效率,还减少了人为操作的错误和劳动强度。
2.2 物流运输在物流运输领域,传送带被广泛应用于仓储和分拣系统中。
通过传送带,货物可以快速、准确地输送到指定位置,大大提高了物流效率和准确性。
2.3 矿山开采在矿山开采中,传送带用于将矿石从开采现场运输到加工厂,提高了矿石的出产和加工效率。
传送带还可以应用于煤矿、金属矿山等场景,实现矿石的连续输送。
2.4 消防救援传送带可以用于火灾救援中,通过将人员和物资顺利地从高楼建筑救出,提高了救援的安全性和效率。
图2—1 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。
【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 =+=mmg mg a θμθ。
图2—2 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 10101s a v t ===m52 21==as 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22220221t 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 。
【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,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。
例2:如图2—2所示,传送带与地面成夹角θ=30°,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=0.6,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】该题目的物理过程的前半段与例题1是一样的,但是到了物体和传送带有相同速度时,情况就不同了,经计算,若物体和传送带之间的最大静摩擦力大于重力的下滑分力,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。
【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 46.8cos sin =+=m mg mg a θμθ。
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:,18.1s 46.8101s a v t ===m91.52 21==as υ<16m以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上,其加速度大小为零(因为mgsin θ<μmgcos θ)。
设物体完成剩余的位移2s 所用的时间为2t , 则202t s υ=,16m -5.91m=210t图2— 3图2—4 解得: s, 90.10 2=t 所以:s 27.11s 09.10s 18.1=+=总t 。
【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,μ>tan θ=33,第二阶段物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动。
例3:如图2—3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=5m ,则物体从A 到B 需要的时间为多少?【审题】该题目的物理过程的前半段与例题1是一样的, 由于传送带比较短,物体将一直加速运动。
【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 =+=mmg mg a θμθ。
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 10101s a v t ===m52 21==as υ此时物休刚好滑到传送带的低端。
所以:s 1=总t 。
【总结】该题目的关键就是要分析好第一阶段的运动位移,看是否还要分析第二阶段。
例题4:如图2—4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? 【审题】传送带沿顺时针转动,与物体接触处的速度方向斜向上,物体初速度为零,所以物体相对传送带向下滑动(相对地面是斜向上运动的),因此受到沿斜面向上的滑动摩擦力作用,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上的滑动摩擦力,因此物体要向上做匀加速运动。
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,此时有μ≥tan θ,则物体将和传送带相对静止一起向上匀速运动,所受静摩擦力沿斜面向上,大小等于重力的下滑分力。
【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 2.1sin cos =-=mmg mg a θθμ。
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:,33.8s 2.1101s a v t ===m67.412 21==as 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(因为mgsin θ<μmgcos θ)。
设物体完成剩余的位移2s 所用的时间为2t ,图2—5则202t s υ=,50m -41.67m=210t 解得: s, 33.8 2=t 所以:s 66.16s 33.8s 33.8=+=总t 。
【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。
本题的一种错解就是:221at L =所以:a Lt 2==9.13s该时间小于正确结果16.66s ,是因为物体加速到10m/s 时,以后的运动是匀速运动,而错误结果是让物体一直加速运动,经过相同的位移,所用时间就应该短。
(2)突破难点2第2个难点是对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动,判断错误。
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。
学生初次遇到“皮带传送”类型的题目,由于皮带运动,物体也滑动,就有点理不清头绪了。
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。