高中物理传送带问题知识难点讲解汇总带复习资料
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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,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。
高一物理传送带知识点归纳传送带,作为一种运输物品的设备,广泛应用于工业生产和物流领域。
在物理学中,我们学习传送带的原理和应用,有助于我们理解运动和力的作用。
本文将归纳高一物理中关于传送带的几个重要知识点。
一、传送带的工作原理传送带是由驱动装置、输送带、拉杆等组成。
驱动装置通过提供动力,使输送带运转起来。
而输送带则通过摩擦力和张力来将物体从一处运送到另一处。
二、传送带上的物体的运动规律当物体放置在传送带上时,物体将随着传送带运动。
这是因为物体与传送带之间存在着摩擦力。
根据牛顿第二定律,物体受到的合力等于物体的质量乘以加速度。
在传送带上,物体所受到的合力包括重力和摩擦力,而加速度则取决于合力的大小和方向。
三、传送带的应用传送带在现代工业生产中扮演着重要的角色。
它能够高效地将物品从一个位置转移到另一个位置,节省了人力和时间成本。
传送带广泛应用于各种行业,如矿山、港口、仓储、食品生产等。
通过传送带可以实现物料输送、分拣、装载等工序,提高了物流运输的效率。
四、传送带的物理原理传送带的运行涉及到一些物理原理。
其中包括摩擦力和张力。
摩擦力是传送带上物体的运动所受到的阻力,当物体与传送带的接触面增大时,摩擦力会增大。
而张力是传送带上拉杆的张力,通过调节拉杆的紧松程度,可以控制传送带的张力,从而调节物体在传送带上的速度。
五、传送带的优化设计在传送带的设计过程中,需要考虑许多因素,以使其工作效率最大化。
其中一些因素包括传送带的速度、传送带的宽度、物料的重量等。
通过合理的设计和选择,可以实现最佳的输送效果。
六、传送带的维护和保养为了确保传送带的正常运行和使用寿命,需要进行定期的维护和保养工作。
这包括清洁传送带、检查传送带的轴承和链条、润滑传动装置等。
只有做好维护保养工作,传送带才能保持良好的工作状态,提高生产效率。
总结起来,高一物理中关于传送带的知识点主要包括传送带的工作原理、物体在传送带上的运动规律、传送带的应用、传送带的物理原理、传送带的优化设计以及传送带的维护和保养等。
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)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=2mv 21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。
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)AB v 图1 图2若物体不是轻轻放在传送带上,而是有初速度,那么分为两种情况。
1.传物v v <,物体做有初速度匀加速直线运动,g a μ=2.传物v v >,物体做有初速度匀减速直线运动,g a μ-=若传送带足够长,这两种情况物体最后的状态都是与传送带共速,做匀速直线运动。
高中物理传送带问题知识难点讲解汇总(带答案)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。
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。
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。
传送带专题传送带的问题是和实际联系较紧密的一个物理模型,是高中阶段必须掌握的重要内容.解决此类问题的关键是对传送带和物体进行动态分析和终态推断,灵活巧妙地从能量的观点和力的观点来揭示其本质、特征、过程.因此在力学复习中,通过研究传送带类习题,将力学各部分内容串联起来,再利用功能观点处理传送带问题,往往能达到融会贯通的效果.对传送带问题要进行两种分析:1.受力和运动分析对传送带上的物体首先要进行受力分析,判断物体受到的滑动摩擦力方向及物体的运动状态,是加速,是减速,还是匀速;其次判断摩擦力突变(大小、方向)的临界状态;最后运用运动学知识求加速度、速度、位移等物理量,进而利用功和能的有关知识,求因摩擦而产生的热.2.传送带中功和能量关系的分析一、传送带中的动力学问题1、传送带模型中要注意摩擦力的突变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2、传送带模型的一般解法①确定研究对象;②分析其受力情况和运动情况,(画出受力分析图和运动情景图),注意摩擦力突变对物体运动的影响;③分清楚研究过程,利用牛顿运动定律和运动学规律求解未知量。
难点疑点:传送带与物体运动的牵制。
牛顿第二定律中a是物体对地加速度,运动学公式中S是物体对地的位移,这一点必须明确。
分析问题的思路:初始条件→相对运动→判断滑动摩擦力的大小和方向→分析出物体受的合外力和加速度大小和方向→由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力及运动状态的改变。
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—4【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 === m 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(因为mgsin θ>μmgcos θ,即tan θ>μ)。
牛顿第二定律的应用---传送带问题一、传送带模型中要注意摩擦力的突变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二、传送带模型的一般解法①确定研究对象;②分析其受力情况和运动情况,(画出受力分析图和运动情景图),注意摩擦力突变对物体运动的影响;③分清楚研究过程,利用牛顿运动定律和运动学规律求解未知量。
难点疑点:传送带与物体运动的牵制。
牛顿第二定律中a是物体对地加速度,运动学公式中S是物体对地的位移,这一点必须明确。
分析问题的思路:初始条件→相对运动→判断滑动摩擦力的大小和方向→分析出物体受的合外力和加速度大小和方向→由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力及运动状态的改变。
一、水平放置运行的传送带1.如图所示,物体A从滑槽某一高度滑下后又滑上粗糙的水平传送带,传送带静止不动时,A滑至传送带最右端的速度为v1,需时间t1,若传送带逆时针转动,A滑至传送带最右端的速度为v2,需时间t2,则()A.1212,v v t t><B.1212,v v t t<<C.1212,v v t t>>D.1212,v v t t==2.如图7所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向转动,传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面,一物体以恒定速度v2沿直线向左滑向传送带后,经过一段时间又反回光滑水平面,速率为v2′,则下列说法正确的是:()A.只有v1= v2时,才有v2′= v1B.若v1 >v2时, 则v2′= v2C.若v1 <v2时, 则v2′= v2D.不管v2多大,v2′= v2.3.物块从光滑斜面上的P点自由滑下通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的Q点.若传送带的皮带轮沿逆时针方向匀速转动,使传送带随之运动,如图所示,物块仍从P点自由滑下,则()A.物块有可能落不到地面B.物块将仍落在Q点C.物块将会落在Q点的左边D.物块将会落在Q点的右边PQ4.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右图为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带A、B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,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.设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,AB间的距离l=2m,g取10m/s2.(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小;(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.二、倾斜放置运行的传送带5.如图所示,传送带与地面倾角θ=37°,从AB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.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:物体从A运动到B需时间是多少?(思考:物体从A运动到B在传送带上滑过的痕迹长?)6.如图所示,传送带两轮A、B的距离L=11 m,皮带以恒定速度v=2 m/s运动,现将一质量为m的物块无初速度地放在A端,若物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.8,传送带的倾角为α=37°,那么物块m从A端运到B端所需的时间是多少?(g取10 m/s2,cos37°=0.8)三、组合类的传送带7.如图所示的传送皮带,其水平部分AB长s AB=2m,BC与水平面夹角θ=37°,长度s BC=4m,一小物体P与传送带的动摩擦因数 =0.25,皮带沿A至B方向运行,速率为v=2m/s,若把物体P放在A点处,它将被传送带送到C点,且物体P不脱离皮带,求物体从A点被传送到C点所用的时间.(sin37°=0.6,g=l0m/s2)牛顿第二定律的应用----传送带问题参考答案一、水平放置运行的传送带1.D 提示:物体从滑槽滑至末端时,速度是一定的.若传送带不动,物体受摩擦力方向水平向左,做匀减速直线运动.若传送带逆时针转动,物体受摩擦力方向水平向左,做匀减速直线运动.两次在传送带都做匀减速运动,对地位移相同,加速度相同,所以末速度相同,时间相同,故D .2.B3.B 提示:传送带静止时,物块能通过传送带落到地面上,说明滑块在传送带上一直做匀减速运动.当传送带逆时针转动,物块在传送带上运动的加速度不变,由2202t v v as =+可知,滑块滑离传送带时的速度v t 不变,而下落高度决定了平抛运动的时间t 不变,因此,平抛的水平位移不变,即落点仍在Q 点.4.【答案】(1)4N ,a =lm/s 2;(2)1s ;(3)2m/s解析:(1)滑动摩擦力F =μmg① 以题给数值代入,得F =4N② 由牛顿第二定律得F =ma ③代入数值,得a =lm/s 2 ④(2)设行李做匀加速运动的时间为t ,行李加速运动的末速度v=1m /s .则 v =at ⑤代入数值,得t =1s⑥(3)行李从A 匀加速运动到B 时,传送时间最短.则2min 12l at = ⑦代入数值,得min 2s t =⑧ 传送带对应的运行速率V min =at min ⑨代人数据解得V min =2m/s⑩ 二、倾斜放置运行的传送带5.【答案】2s解析:物体的运动分为两个过程,一个过程在物体速度等于传送带速度之前,物体做匀加速直线运动;第二个过程是物体速度等于传送带速度以后的运动情况,其中速度相同点是一个转折点,此后的运动情况要看mgsinθ与所受的最大静摩擦力,若μ<tanθ,则继续向下加速.若μ≥tanθ,则将随传送带一起匀速运动,分析清楚了受力情况与运动情况,再利用相应规律求解即可.本题中最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小.物体放在传送带上后,开始的阶段,由于传送带的速度大于物体的速度,传送带给物体一沿传送带向下的滑动摩擦力F ,物体受力情况如图所示.物体由静止加速,由牛顿第二定律得a 1=10×(0.6+0.5×0.8)m/s 2=10m/s 2物体加速至与传送带速度相等需要的时间1110s=1s 10v t a ==, t 1时间内位移21115m 2s a t ==.由于μ<tanθ,物体在重力情况下将继续加速运动,当物体速度大于传送带速度时,传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力F .此时物体受力情况如图所示,由牛顿第二定律得:222sin cos ,2m/s mg mg ma a θμθ-==.设后一阶段物体滑至底端所用的时间为t 2,由 222212L s vt a t -=+,解得t 2=1s ,t 2=-11s (舍去).所以物体由A→B 的时间t=t 1+t 2=2s .6.解析:将物体放在传送带上的最初一段时间内物体沿传送带向上做匀加速运动 由牛顿第二定律得μmg cos37°-mg sin37°=ma则a =μg cos37°-g sin37°=0.4 m/s 2物体加速至2 m/s 所需位移s 0=v 22a =222×0.4m =5 m<L 经分析可知物体先加速5 m再匀速运动s =L -s 0=6 m.匀加速运动时间t 1=v a =20.4s =5 s. 匀速运动的时间t 2=s v =62s =3 s. 则总时间t =t 1+t 2=(5+3) s =8 s.答案:8 s三、组合类的传送带7.【答案】2.4s解析:物体P 随传送带做匀加速直线运动,当速度与传送带相等时若未到达B ,即做一段匀速运动;P 从B 至C 段进行受力分析后求加速度,再计算时间,各段运动相加为所求时间.P 在AB 段先做匀加速运动,由牛顿第二定律11111,,N F ma F F mg v a t μμ====, 得P 匀加速运动的时间110.8s v v t a gμ===. 22111112110.8m,22AB s a t gt s s vt μ===-=, 匀速运动时间120.6s AB s s t v-==. P 以速率v 开始沿BC 下滑,此过程重力的下滑分量mg sin37°=0.6mg ;滑动摩擦力沿斜面向上,其大小为μmg cos37°=0.2mg .可见其加速下滑.由牛顿第二定律233cos37cos37,0.44m/s mg mg ma a g μ︒-︒===,233312BC s vt a t =+,解得t 3=1s (另解32s t '=-,舍去). 从A 至C 经过时间t =t 1+t 2+t 3=2.4s .。
高一物理传送带问题知识点传送带是我们日常生活中常见的机械装置,它能够将物体沿着一定方向运动。
对于高一物理学生来说,了解传送带的工作原理及相关知识点是非常重要的。
本文将以高一物理传送带问题知识点为题,探讨传送带的工作原理、速度计算、动力学问题等内容。
一、传送带的工作原理传送带是由多个滚筒组成的运输系统,通常由皮带、滚筒、传动装置等组成。
它通过滚筒的转动,带动物体沿着指定方向运动。
传送带的工作原理可以用牛顿第一定律来解释,即物体在没有外力作用下,将保持匀速直线运动或静止状态。
二、传送带速度的计算方法1. 传送带速度的定义传送带速度指的是传送带上物体运动的速度,通常用米/秒(m/s)表示。
2. 传送带速度的计算公式传送带速度的计算公式为:v = s / t,其中v代表速度,s代表物体在传送带上移动的距离,t代表物体在传送带上运动所需的时间。
3. 速度计算的实例例:一物体在传送带上运动了100米,所花费的时间为5秒,求物体在传送带上的速度。
解:根据速度的计算公式,v = s / t,代入数值计算,得出速度为20m/s。
三、传送带的动力学问题1. 在传送带上匀速运动的物体当物体在传送带上匀速运动时,物体的加速度为0,即F = 0,由此可知物体所受的外力等于摩擦力。
2. 在传送带上受力问题当物体在传送带上运动时,受到的力有重力和摩擦力两部分。
重力的大小与物体的质量有关,可以表示为Fg = mg,其中Fg为重力,m为物体的质量,g为重力加速度。
摩擦力的大小与物体在传送带上的接触力有关,可以表示为Ff = μN,其中Ff为摩擦力,μ为动摩擦因数,N为物体在传送带上的法向压力。
3. 动力学问题的解决思路解决动力学问题时,可以利用牛顿第二定律来推导和计算。
牛顿第二定律的公式为F = ma,其中F为合外力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
根据问题的要求,可以利用牛顿第二定律解决相关的动力学问题。
四、传送带应用1. 物流运输传送带在物流运输中起着非常重要的作用,可以将货物从一个地方运送到另一个地方,提高物流效率。
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、2的物块和木板,、间的最大静摩擦力为μ,现用水平拉力拉,使、以同一加速度运动,求拉力的最大值。
分析:为防止运动过程中落后于(不受拉力的直接作用,靠、间的静摩擦力加速),、一起加速的最大加速度由决定。
解答:物块能获得的最大加速度为:..∴、一起加速运动时,拉力的最大值为:变式1例1中若拉力作用在上呢?如图2所示。
解答:木板能获得的最大加速度为:。
∴、一起加速运动时,拉力的最大值为:.变式2在变式1的基础上再改为:与水平面间的动摩擦因数为速度运动,求拉力的最大值。
(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力),使、以同一加解答:木板能获得的最大加速度为:,设、一起加速运动时,拉力的最大值为,则:解得:例2如图3所示,质量=8的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒力,=8,当小车速度达到1.5时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量=2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=1.5通过的位移大小。
(取10)解答:物体放上后先加速:1=μ2=22,此时小车的加速度为:,当小车与物体达到共同速度时:共=11=0+21,解得:1=1,共=2,以后物体与小车相对静止:112+共(-1)+(∵,物体不会落后于小车)物体在=1.5内通过的位移为:=3(-1)2=2.1练习1如图4所示,在水平面上静止着两个质量均为=1、长度均为=1.5的木板和,、间距=6,在的最左端静止着一个质量为=2的小滑块,、与之间的动摩擦因数为μ1=0.2,、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。
现在对施加一个水平向右的恒力=4,和开始运动,经过一段时间、相碰,碰后立刻达到共同速度,瞬间速度不变,但、并不粘连,求:经过时间=10时、、的速度分别为多少?(已知重力加速度=10)2解答:假设力作用后、一起加速,则:,而能获得的最大加速度为:,∵,∴假设成立,在、滑行6的过程中:,∴。
传送带问题高一物理知识点传送带问题传送带是一种常见的运输工具,广泛应用于各个领域。
在物理学中,传送带问题是经典的高一物理知识点之一。
本文将详细介绍传送带问题的相关知识和解决方法。
一、传送带的基本原理传送带是由两个或多个滚筒组成的机械装置,可用于将物体从一个地方运输到另一个地方。
其基本原理是利用滚筒的转动带动输送带上的物体进行运动。
传送带除了可以承载物体外,还具备传递动能和传递力的功能。
二、传送带速度的计算方法传送带的速度是指单位时间内物体在传送带上的位移。
计算传送带速度的方法主要有两种:线速度和角速度。
1. 线速度:传送带的线速度是指传送带上物体的位移速度。
通常使用公式 V = S/t 来计算,其中 V 表示线速度,S 表示物体在传送带上的位移,t 表示时间。
2. 角速度:传送带的角速度是指传送带滚筒的转动速度。
通常使用公式ω = Δθ/Δt 来计算,其中ω表示角速度,Δθ表示滚筒转过的角度,Δt表示时间。
三、传送带问题的解决方法传送带问题常见的解决方法有两种,即速度分析法和加速度分析法。
根据问题的具体情况,选择合适的方法进行解答。
1. 速度分析法:该方法适用于传送带上物体的匀速运动问题。
根据传送带的速度和物体在传送带上的位移关系,可以求解物体的速度、传送带的速度或物体相对于传送带的速度。
2. 加速度分析法:该方法适用于传送带上物体的变速运动问题。
根据传送带的速度、物体的加速度和时间的关系,可以求解物体的速度、传送带的速度或物体相对于传送带的速度。
四、传送带问题的应用举例传送带问题在实际应用中有广泛的应用,下面以几个例子来说明其应用场景。
1. 包裹分拣系统:快递包裹在分拣中心通过传送带进行自动分拣和运输,根据包裹的目的地和重量,通过计算传送带的速度和加速度实现自动分拣。
2. 生产线输送系统:在工厂的生产线上,传送带用于将物料从一个工位运送到另一个工位,通过控制传送带的速度和加速度,实现物料的有序流动和生产效率的提升。
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图2—2 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。
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:s2s 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:图2—3图2—4,18.1s 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 解得: s, 90.10 2=t 所以:s27.11s 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:s1=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 , 则202t s υ=,50m -41.67m=210t 解得: s, 33.8 2=t 所以:s66.16s 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。