第5讲:传送带问题
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传送带问题解题技巧总结
当解决传送带问题时,有几个关键的技巧可以帮助你更好地理
解和解决问题:
1. 确定问题类型,首先要明确问题是关于单向传送带还是双向
传送带,以及传送带上物体的运动方向和速度等。
这有助于建立问
题的数学模型。
2. 建立数学模型,根据问题描述,建立传送带上物体的运动模型,通常可以使用速度、时间、距离等物理量来描述问题。
3. 使用图示辅助理解,画出传送带和物体的图示,有助于直观
理解问题,特别是对于双向传送带或多个物体同时运动的情况。
4. 利用相对速度概念,在双向传送带问题中,通常需要使用相
对速度的概念来分析物体之间的相对运动情况,这有助于简化问题
的处理。
5. 考虑边界条件,在解决传送带问题时,要考虑传送带的长度、物体的起始位置和终止位置等边界条件,这有助于避免遗漏特殊情
况。
6. 小心处理时间因素,在问题中通常涉及到时间因素,要仔细
考虑物体在传送带上的运动时间,以及不同物体之间的相对时间关系。
综上所述,解决传送带问题需要综合运用数学建模、图示辅助、相对速度概念等技巧,同时要注意边界条件和时间因素,以全面而
严谨的方式解决问题。
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。
传送带问题传送带问题是高中物理习题中较为常见的一类问题,因其涉及的知识点较多(力的分析、运动的分析、牛顿运动定律、功能关系等),包含的物理过程比较复杂,所以这类问题往往是习题教学的难点,也是高考考查的一个热点。
下面以一道传送带习题及其变式题为例,谈谈这类题目的解题思路和突破策略。
题目如图1所示,水平传送带以5m/s的恒定速度运动,传送带长l=7.5m,今在其左端A将一工件轻轻放在上面,工件被带动,传送到右端B,已知工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,试求:工件经多少时间由传送带左端A运动到右端B?(取g=10m/s2)解析工件被轻轻放在传送带左端,意味着工件对地初速度v0=0,但由于传送带对地面以v=5m/s向右匀速运动,所以工件相对传送带向左运动,故工件受水平向右的滑动摩擦力作用,即:F f=μF N=μmg。
依牛顿第二定律,工件加速度m/s2,a为一恒量,工件做初速度为零的匀加速直线运动,当工件速度等于传送带速度时,摩擦力消失,与传送带保持相对静止,一起向右做匀速运动,速度为v=5m/s。
工件做匀加速运动的时间s,工件做匀加速运动的位移m。
由于x1<l=7.5m,所以工件1s后做匀速运动,匀速运动的时间s。
因此,工件从左端运动到右端的时间:t=t1+t2=2s。
变式一若传送带长l=2.5m,则工件从左端A运动到右端B一直做匀加速运动,依有:s。
变式二若工件以对地速度v0=5m/s滑上传送带,则工件相对传送带无运动趋势,工件与传送带间无摩擦力,所以工件做匀速运动,工件运动时间s。
变式三若工件以速度v0=7m/s滑上传送带,由于工件相对传送带向右运动,工件受滑动摩擦力水平向左,如图2所示。
工件做匀减速运动,当工件速度等于传送带速度后,二者之间摩擦力消失,工件随传送带一起匀速运动。
工件做匀减速运动时间s工件做匀减速运动的位移m工件做匀速运动的时间s所以工件由左端A到右端B的时间t=t1+t2=1.42s。
传送带问题归类分析摘要:本文从实际例题的角度分析了传送带问题,传送带问题从运动的角度来讲属于多过程,从受力的角度看是摩擦力突变类的复杂问题。
通过分类导析有利于训练学生思维能力和知识的应用能力,在教学中分类导析有利于突破这一难点问题。
一、传送带模型分析情景传送带类别图示滑块可能的运动情况滑块受(摩擦)力分析情景1 水平一直加速受力f=μmg先加速后匀速先受力f=μmg,后f=0情景2 水平v0>v,一直减速受力f=μmgv0>v,先减速再匀速先受力f=μmg,后f=0v0<v,一直加速受力f=μmgv0<v,先加速再匀速先受力f=μmg,后f=0情景3 水平传送带长度l<,滑块一直减速到达左端受力f=μmg(方向一直向右)传送带长度l≥,v0<v,滑块先减速再向右加速,到达右端速度为v0受力f=μmg(方向一直向右)传送带长度l≥,v0>v,滑块先减速再向右加速,最后匀速,到达右端速度为v减速和反向加速时受力f=μmg(方向一直向右),匀速运动f=0情景4 倾斜一直加速受摩擦力f=μmg cosθ先加速后匀速先受摩擦力f=μmg cosθ,后f=mg sinθ情景5 倾斜一直加速受摩擦力f=μmg cosθ先加速后匀速先受摩擦力f=μmg cosθ,后f=mg sinθ先以加速度a1加速,后以加速度a2加速先受摩擦力f=μmg cosθ,后受反向的摩擦力f=μmg cosθ情景6 倾斜一直男女宝宝吧加速受摩擦力f=μmg cosθ先加速后匀速先受摩擦力f=μmg cosθ,后f=mg sinθ一直匀速(v0>v)受摩擦力f=mg sinθ一直匀速(v0=v )受摩擦力f=0先以加速度a1加速,后以加速度a2加速先受摩擦力f=μmg cosθ,后受反向的摩擦力f=μmg cosθ情景7 倾斜一直加速受摩擦力f=μmg cosθ一直匀速受摩擦力f=mg sinθ先减速后反向加速受摩擦力f=μmg cosθ,二、应用举例【例1】如图1所示,一水平传送装置由轮半径均为R= m的主动轮O1和从动轮O2及传送带等构成。
传送带问题(教案)一、教学目标1. 让学生理解传送带的基本概念和工作原理。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 引导学生运用团队合作,提高解决问题的效率。
二、教学内容1. 传送带的基本概念:传送带是一种连续运输工具,它利用摩擦力将物品从一处运输到另一处。
2. 传送带的工作原理:传送带通过驱动装置、传动带和承载物品的托盘来实现物品的运输。
3. 传送带的应用场景:传送带广泛应用于工厂、仓库、物流等领域,用于提高物品的运输效率。
三、教学过程1. 导入:通过展示图片或视频,让学生了解传送带在现实生活中的应用,激发学生的学习兴趣。
2. 讲解:教师讲解传送带的基本概念、工作原理和应用场景,引导学生理解传送带的作用。
3. 实践:学生分组进行传送带的制作和调试,亲身体验传送带的工作原理和操作方法。
4. 问题解决:教师提出关于传送带的问题,引导学生运用物理知识解决实际问题。
5. 总结:教师和学生一起总结传送带的特点、优势和应用领域,加深学生对传送带的认识。
四、教学评价1. 学生能准确描述传送带的基本概念和工作原理。
2. 学生能运用物理知识解决传送带相关问题。
3. 学生能团队合作,完成传送带的制作和调试。
五、教学资源1. 传送带的图片和视频素材。
2. 传送带的制作材料:传动带、驱动装置、托盘等。
3. 物理知识参考资料。
六、教学活动1. 小组讨论:学生分组讨论传送带在现实生活中的应用场景,以及传送带如何提高物品运输效率。
2. 制作传送带模型:学生分组制作传送带模型,包括驱动装置、传动带和托盘等。
3. 实验演示:学生进行传送带模型的实验演示,观察传送带的工作原理和效果。
4. 问题解决:教师提出实际问题,学生运用物理知识解决传送带相关问题,如传送带的速度、承载能力等。
七、教学策略1. 案例分析:教师提供一些实际案例,让学生分析传送带在其中的应用和作用。
2. 问题引导:教师提出问题,引导学生思考传送带的工作原理和物理知识的应用。
传送带问题专题讲解知识特点传送带上随行物受力复杂,运动情况复杂,功能转换关系复杂。
基本方法解决传送带问题要特别注重物理过程的分析和理解,关键是分析传送带上随行物时一般以地面为参照系。
1、对物体受力情况进行正确的分析,分清摩擦力的方向、摩擦力的突变。
当传送带和随行物相对静止时,两者之间的摩擦力为恒定的静摩擦力或零;当两者由相对运动变为速度相等时,摩擦力往往会发生突变,即由滑动摩擦力变为静摩擦力或变为零,或者滑动摩擦力的方向发生改变。
2、对运动情况进行分析分清物体的运动过程,明确传送带的运转方向。
3、对功能转换关系进行分析,弄清能量的转换关系,明白摩擦力的做功情况,特别是物体与传送带间的相对位移。
一、 基础练习【示例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?【讨论】1、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?2、若物体质量m=2Kg ,在物体和传送带达到共同速度的过程中传送带对物体所做的功,因摩擦而产生的热量分别是多少?情景变换一、当传送带不做匀速运动时【示例2】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。
情景变换二、当传送带倾斜时【示例3】如图所示倾斜的传送带以一定的速度逆时针运转,现将一物体轻放在传送带的顶端,此后物体在向下运动的过程中。
( ) A 物体可能一直向下做匀加速运动,加速度不变 B.物体可能一直向下做匀速直线运动 C.物体可能一直向下做匀加速运动,运动过程中加速度改变 D.物体可能先向下做加速运动,后做匀速运动V情景变换三、与功和能知识的联系 【示例4】、如图所示,电动机带着绷紧的传送带始终保持v0=2m/s 的速度运行,传送带与水平面间的夹角为30︒,现把一个质量为m=10kg 的工件轻放在传送带上,传送到h=2m 的平台上,已知工件与传送带之间的动摩擦因数为μ=3/2,除此之外,不计其它损耗。