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1、传送带题型分类解析,传送带问题是以生活中物理现象为依据,所涉及的物理知识包括运动和力、功和能、圆周运动以及动量等,能比较全面考查我们的知识,培养我们的思维和能力,具有一定的典型性,当然也是考试命题的热点之一。,1.一般步骤:以滑块为研究对象,逐段进行双分析,确定符合的规律,列方程求解。特别注意滑块与带子的速度关系对摩擦力的影响。,2.常用方法: 动力学方法 图像法 功能关系法 动量的观点,一般分类:,1.水平传送带匀速运动,3.斜面形传送带,4.组合传送带,2.水平传送带变速运动,五、分类解析,(三)斜面形传送带 1.传送带匀速向上运动 (1)物体由顶端释放 (2)物体由底端释放 2.传送带匀
2、速向下运动 (1)物体由顶端释放 (2)物体由底端释放,一.命题趋向与考点,传送带问题是以真实物理现象为依据的问题,它既能训练学生的科学思维,又能联系科学、生产和生活实际,因而,这种类型问题具有生命力,当然也就是高考命题专家所关注的问题,二.知识概要与方法,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带相同的时刻;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与f的大小与方向。,例1、如图所示,水平传送带两端相距s=8m,工件与传送带间的动摩擦因数0
3、.6,工件滑上A端时速度vA=10 m/s,设工件到达B端时的速度为vB (g=10m/s2)(1)若传送带静止不动,求vB (2)若传送带逆时针转动,工件还能到达B端吗?若不能,说明理由;若能,求vB 通过哪些措施可以使得物体不能到达B端? (3)若传送带以v=13m/s顺时针匀速转动,求vB及工件由A到B所用的时间。,解答:(1)ag6m/s2 VA2 - VB2 =2as VB 2m/s,(2)能 物体仍然始终减速 VB 2m/s,增大物体质量和增大皮带逆时针转动的速度,能阻止吗?,(3)物体先加速后匀速 t1 (vvA)/a0.5s S1 vA t1at2/25.75m S2SS1=2
4、. 25m t2 S2/v0.17s t t1 t20.67s,阻止方法:减小工件初速度、增加皮带长度、增大动摩擦因素,物体不能到达B端,将如何运动?,(4)在传送带顺时针匀速转动的情况下(传送带运动方向和物体运动方向一致),讨论物体到达B端的速度和传送带速度的关系。,c、10m/s V带 14m/s 物体先加速后匀速 VB= V带 d、 V带14m/s 物体始终加速 VB= 14m/s,a、V带2m/s 物体始终减速 VB=2m/s,b、2m/s V带10m/s 物体先减速后匀速 VB= V带,c、10m/s V带 物体加速 VB= V带,?,(5)若物体从B处飞出后做平抛运动,定性画出B的
5、水平位移s和传送带的速度V带关系。,1.v物v带 物体所受摩擦力向后为阻力,物体做匀减速直线运动; 当物体速度等于皮带速度时不受摩擦力而改做匀速运动,(一)物体与传送带同向运动,(二)物体与传送带反向运动,物体所受摩擦力向后,物体向前做匀减速直线运动;然后做反向的匀加速直线运动。,关键是分析:摩擦力的方向 (看物体和皮带的相对运动),例6、如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度V1沿顺时针方向运动,传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面,物体以恒定的速率V2沿直线向左滑上传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面上,这时速率为V2/,则下列说法正确的是 ( ),A、若V1V2,则V2/=V
6、2 C、不管V2多大,总有V2/=V2 D、只有V1=V2时,才有V2/=V1,例3.物块从光滑曲面上的P点自由滑下,通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上Q点,若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来,使传送带随之运动,如图7所示,再把物块放到P点自由滑下,则:( ) A. 物块将仍落在Q点 B. 物块将会落在Q点的左边 C. 物块将会落在Q点的右边 D. 物块有可能落不到地面上,A,例4、 如图示,物体从Q点开始自由下滑,通过粗糙的静止水平传送带后,落在地面P点,若传送带按顺时针方向转动。物体仍从Q点开始自由下滑,则物体通过传送带后: ( ) A. 一定仍落在P点 B. 可能落在P点左方 C.
7、 一定落在P点右方 D. 可能落在P点也可能落在P点右方,解:物体滑下的初速度为v0 ,传送带静止时,物体滑到右端速度为v1,传送带转动时,物体滑到右端速度为v2,传送带长L,由功能关系 f L=1/2m(v02-v12),传送带转动时,可能一直减速,也可能先加(减)速后匀速运动,相对滑动的距离为s,f s=1/2m(v02-v22),sL,v2v1,D,例5、如图示,传送带与水平面夹角为370 ,并以v=10m/s运行,在传送带的A端轻轻放一个小物体,物体与传送带之间的动摩擦因数=0.5, AB长16米,求:以下两种情况下物体从A到B所用的时间. (1)传送带顺时针方向转动 (2)传送带逆时
8、针方向转动,解: (1)传送带顺时针方向转动时受力如图示:,mg sinmg cos= m a,a = gsingcos= 2m/s2,S=1/2a t2,(2)传送带逆时针方向转动物体受力如图:,开始摩擦力方向向下,向下匀加速运动,a=g sin370 + g cos370 = 10m/s2,t1=v/a=1s S1=1/2 at2 =5m S2=11m,1秒后,速度达到10m/s,摩擦力方向变为向上,a2=g sin370 -g cos370 = 2 m/s2,物体以初速度v=10m/s向下作匀加速运动,S2= vt2+1/2a2 t22,11=10 t2+1/22t22,t2=1s,t=
9、t1+t2=2s,例6、 如图所示,传送带不动时,物体由皮带顶端A从静止开始 下滑到皮带底端B用的时间为t ,则:( ) A. 当皮带向上运动时,物块由A 滑到B 的时间一定大于t B. 当皮带向上运动时,物块由A 滑到B 的时间一定等于t C. 当皮带向下运动时,物块由A 滑到B 的时间可能等于t D. 当皮带向下运动时,物块由A 滑到B 的时间可能小于t,当=0时, C对,B、C、D,答案:3 s,12011西城一模如图所示,倾角为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.下列说法正确的是() A只有agsin,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用 B
10、只有agsin,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用 C只有agsin,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,B,第13讲 备用习题,解析 物体A与传送带相对静止,倾角为的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时,A有沿斜面向下的加速度a,对A受力分析可知,只有agsin,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用,B正确,备选理由 考查传送带问题,水平传送带的装置如图1所示,O1为主动轮,O2为从动轮。当主动轮顺时针匀速转动时,物体被轻轻地放在A端皮带上。开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C后滑动停止,之后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地B端。在传送的过
11、程中,若皮带和轮不打滑,则物体受到的摩擦力和皮带上P、Q两处(在连线上)所受摩擦力情况正确的是( )。 在AC段物体受水平向左的滑动摩擦力,P处受向上的滑动摩擦力 在AC段物体受水平向右的滑动摩擦力,P处受向下的滑动摩擦力 在CB段物体不受静摩擦力,Q处受向上的静摩擦力 在CB段物体受水平向右的静摩擦力,P、Q两处始终受向下的静摩擦力 A. B. C. D. ,C,皮带传送机的皮带与水平方向的夹角为,如图2所示。将质量为m的小物块放在皮带传送机上,随皮带一起向下以加速度a做匀加速直线运动,则下列说法中正确的是( )。 小物块所受到的支持力的方向一定垂直于皮带指向物块 小物块所受到的静摩擦力的方
12、向一定沿皮带斜向下 小物块所受到的静摩擦力的大小可能等于 小物块所受到的重力和摩擦力的合力的方向一定沿斜面方向 A. B. C. D. ,B,二.知识概要与方法,(2)传送带问题中的功能分析 功能关系:WF=EK+EP+Q 对WF、Q的正确理解 (a)传送带做的功:WF=FS带 功率P=FV带 (F由传送带受力平衡求得) (b)产生的内能:Q=fS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EK,因为摩擦而产生的热量Q有如下关系:EK=Q=,二、功和能量,例3:如图所示,水平长传送带始终以v匀速运动,现将一质量为m的物体轻放于A端,最终物体与传送带一起以v运动,
13、物体速度由0增至v的过程中,摩擦力对物块做的功为 .由于放了物块,带动传送带的电动机多消耗的电能为 .,电能转化为?,小结:,零,摩擦力与物体间相对位移的乘积,机械,内,例1. 一传送皮带与水平面夹角为30,以2m/s的恒定速度顺时针运行。现将一质量为10kg的工件轻放于底端,经一段时间送到高2m的平台上,工件与皮带间的动摩擦因数为= ,取g=10m/s2 求带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能。,解: 设工件向上运动距离S 时,速度达到传送带的速度v ,由动能定理可知,mgS cos30 mgS sin30= 0 1/2 mv2,解得 S=0. 8m,说明工件未到达平台时,速度已达到 v
14、 ,,所以工件动能的增量为 EK = 1/2 mv2=20J,工件重力势能增量为 EP= mgh = 200J,在工件加速运动过程中,工件的平均速度为 v/2 ,,因此工件的位移是皮带运动距离S 的1/2,,即S = 2S = 1.6 m,由于滑动摩擦力作功而增加的内能 E 为,E=f S= mgcos30(S S)= 60J,电动机多消耗的电能为 EK+EP+E=280J,又解:,物体开始受到向上的摩擦力作用,做匀加速运动,滑动摩擦力 f1= mgcos=75N,a=gcos-gsin=g/4 =2.5 m/s2,经过时间t1=v/a=0.8s 速度达到2m/s ,上升s1=v2/2a=0.
15、8m,然后在静摩擦力作用下做匀速运动,上升 s2=3.2m,静摩擦力 f2= mgsin=50N,t2= s2 /v=1.6 s,为保持皮带匀速运动,机器在t1时间内应增加动力75N,在t2时间内应增加动力50N,带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能为,W= f1 vt1 + f2 vt2 =751.6+503.2 =120+160=280J,例4、如图所示,倾角为300的皮带运输机的皮带始终绷紧,且以恒定速度v02m/s顺时针转动,将质量m10kg的物体无初速地轻轻放在传送带的底端,经过一段时间后,物体被送到h2m的高处,若物体与皮带间的动摩擦因数 3/2,不计其他损耗,(g10m/s2
16、)求:,(1)物体从底端到顶端,皮带对物体所做的功是多少? (2)在这段时间内电动机消耗的电能是多少?,例4解:(1)第一阶段,物块匀加速运动a=gcosgsin=2.5 m/s2 t1V0/a0.8s S1=at2/2=0.8m fmgcos75N W1=fs160J,(2)W克1f2S1120J W克2f静S2160J WW克1W克2280J 或: Q内fd相对=60J E=W+Q内=280J,第二阶段,物块匀速运动 f静mgsin50N W2=f静s2160J WW1W2220J,例5. 一传送带装置示意图如图所示,其中传送带经过AB区域时是水平的,经过BC区域时变为圆弧形(圆弧由光滑模板形成,未画出),经过CD区域时是倾斜的,AB和CD都与BC相切现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上,放置时初速为零,经传送带运送到D处,点D和点A的高度差为h稳定工作时传送带速度不