《新高考物理二轮复习知识梳理+重点突破：第18讲 专题：传送带 (含解析)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新高考物理二轮复习知识梳理+重点突破：第18讲 专题：传送带 (含解析)（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第18讲 专题：传送带知识图谱传送带模型中的动力学问题知识精讲一 传送带的基本规律分析问题提出：飞机场、火车站、汽车站都有安全检查仪，其中送装置可以简化成的一个传送带。人把行李放在以恒定速v0运行的传送带上，行李如何运动？ 通过比较行李与传送带的相对运动，可以判断，在水平方向上，行李受到水平向右的摩擦力，且为恒力。根据牛顿第二定律，得。行李向右做匀加速直线运动。当行李速度等于传送带速度时，行李和传送带达到相对静止，摩擦力消失，行李和传送带以匀速运动的速度共同做匀速直线运动。行李达到最大速度之前，行李运动的时间和位移分别为：，而传送带的位移为：。假定传送带的长度为L，对于行李的运动规律可以总结为
2、：当时，行李先加速后匀速；当时，行李恰好完成加速；当时，行李一直做匀加速。二 水平传送带问题1物体在水平传送带上从静止开始运动的情况正如前一部分讨论过，物体可能的运动有两种情况。（1）当传送带的长度较短时，时，行李一直做匀加速，加速度由摩擦力提供；（2）当时，行李先加速，且加速度由摩擦力提供，增加到与传送相同的速度时，两者以相同的速度运动，此时，摩擦力突变为零。2当物体的初速度不为零时，与传送带同向运动（1）当物体开始运动的速度大于传送带的速度时，即，物体的运动分为两种情况：（1）当（，x表示物体在摩擦力的作用下减速到传送带的速度时所前进的位移）时，行李一直做匀减速运动，加速度由摩擦力提供；（
3、2）当时，物体先减速，减速到与传送相同的速度时，两者以相同的速度运动，此时，摩擦力消失。（2）当物体开始运动的速度小于传送带的速度时，即，物体的运动分为两种情况：（1）当时，行李一直匀加速运动，加速度由摩擦力提供；（2）当时，物体先加速，后与传送带一起匀速运动。3当物体的初速度不为零时，与传送带从相反方向运动（如下图所示，传送带向左，物体向右运动）（1）当传送带的长度 （是假设减速为零的位移），滑块所受的摩擦力向左，且一直减速到最右端，；（2）当传送带的长度 ，且，滑块先向右减速，再向左加速，到达最左端时的速度仍为，方向向左（相当于向右运动的逆过程）。（3）当传送带的长度 ，且，滑块先向右减速
4、，再向左加速，当加速到与传送带相同的速度时，与传送带共速，一起向左运动，速度为 。三 倾斜传送带问题1当滑块的初速度为零时的情形（），并且滑块在倾斜传送带的低端时：（1）当 ，滑块一直向上加速（滑动摩擦力的大小为）。（2）当 ，滑块向上先加速（滑动摩擦力的大小为），当速度等于传送带的速度时，与传送带共速，向上运动（静摩擦力的大小为）。2当滑块的初速度为零时的情形（），并且滑块在倾斜传送带的顶端时：（1）当 ，滑块一直向下加速（滑动摩擦力的大小为，斜向下）。（2）当，首先滑块加速运动，加速度大小为：，当滑块的速度与传送带的速度相同时，之后滑块的运动也分为两种情况，当时，滑块继续向下加速运动，加速
5、度大小为：；而当时，滑块与传送带共速，一起斜向下运动，此时，滑块只受静摩擦力。3当滑块的初速度不为零时的情形（），并且与传送带以相同方向运动时：（1）当，滑块先加速，当加速到与传送带的速度相同时，之后的运动分为两种情况，一种情况，与传送带相对静止运动，另一种情况，则是继续加速。（2）当，且当，滑块一直加速；而当，滑块先减速，减到与传送带相同的速度时，再与传送带共速运动。4当滑块的初速度不为零时的情形（），并且与传送带以相反方向运动时：（1）当，滑块加速向下运动；（2）当，且当传送带足够长时，滑块先减速运动，当速度为零时，再向上加速运动。5总结讨论在斜面方向上的传送带问题中物块的受力时，不仅要判
6、断物体与传送带之间是否有相对运动，同时需要判断，当物体与传送带共速，是否有向下运动的趋势，也就是需要判断重力沿斜面的分力与最大静摩擦力的大小关系。即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，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，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。另外，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共速时就已滑到了底端。注意，本节内容中的例题涉及了曲线运动、动能定理、和动量守恒的内容。三点剖析一考点与难度系数1理解传
7、送带问题2学会运用牛顿运动定律解决传送带问题和其它实际问题。二易错点和重难点传送带是应用广泛的一种传动装置，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，是很好的能力考查型试题，是历年高考考查的热点。在水平方向的传送带问题中物块的受力主要讨论滑动摩擦力，当存在相对运动时就会存在滑动摩擦力，因此分析问题时以滑块是否与传送带共速为临界进行分析。在斜面方向上的传送带问题中物块的受力就要复杂些，不仅要判断物体与传送带之间是否有相对运动，同时需要判断，当物体与传送带共速，是否有向下运动的趋势，也就是需要判断重力沿斜面的分力与最大静摩擦力的大小关系。水平传送带问题例题1、 一水平传送带以2.0m
8、/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=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=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l0m/s2）例题2、多选题 如图所示，一质量为m的物体被水平细线拴住放在粗糙的水平传送带上，物体距传送带右端的距离为L当绷紧的传送带分别以v1、v2的速度顺时针转动时（v1v2），剪断细线，物体到达右端的时间分别为t1、t2，获得的动能分别为E1、E2，则下列判读可能正确
9、的是（ ）A.E1E2，tl=t2B.E1=E2，tl=t2C.E2E1，t1t2D.E2E1，tlt2例题3、多选题 如图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮（不计滑轮的质量与摩擦），下悬重为G的物体设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率v逆时针转动则（ ）A.人对重物做功，功率为GvB.人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向左C.在时间t内人对传送带做功消耗的能量为GvtD.若增大传送带的速度，人对传送带做功的功率不变例题4、 如图所示，一水平传送带的左端与内径光滑的四分之三圆弧钢管相切，圆弧钢管的半径R=0.9m，内径远小于R，长度L=60m的
10、传送带MN以大小v=10m/s的恒定速度向左运行，将质量m=1.8kg的滑块无初速度地放在传送带的右端N滑块可视为质点，其与传送带间的动摩擦因数=0.1，取g=10m/s2，不考虑滑块从P点落回传送带后的运动，求：（1）滑块从传送带右端N运动到左端M所需要的时间t；（2）滑块离开钢管时的速度大小vp（结果可保留根号）；（3）滑块滑到轨道最高点T时对轨道弹力的大小FN例题5、 一质量为M=1.99kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一个以初速度v0水平向左飞来的子弹击中，设子弹的质量m=0.01kg，子弹射中木块并留在物块中（子弹与木块相对运动的时间极短），如图所示，地面观察着记录了小物
11、块被击中后的速度随时间的变化关系，如图所示（图中取向右运动的方向为正方向），已知传送带的速度保持不变，求：（1）物块与传送带间的动摩擦系数；（2）子弹的初速度v0的大小；（3）计算因物块与传送带相对滑动过程的摩擦生热Q随练1、 如图所示水平传送带A、B两端点相距x=4m，以v0=2m/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10m/s2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.所用的时间是sB.所用的时间是0.5sC.划痕长度是4mD.划痕长度是0.5m倾
12、斜传送带问题例题1、多选题 如图所示，倾斜传送带沿逆时针方向匀速转动，在传送带的A端无初速度放置一物块选择B端所在的水平面为重力势能的零参考平面，物块从A端运动到B端的过程中，下面四幅图象能正确反映其机械能E与位移x关系的是（ ）A.B.C.D.例题2、 如图所示，与水平面夹角为的倾斜传送带始终绷紧，传送带下端点与上端点间的距离为，传送带以恒定的速率向上运动现将一质量为的物体无初速地放于处，已知物体与传送带间的动摩擦因数，取，求：(1)物体从运动到共需多少时间；(2)电动机因传送该物体多消耗的电能例题3、 如图所示，倾斜传送带与水平地面之间的夹角=37，从AB长度为L=29m，传送带以10m/
13、s的速度逆时针转动，在传送带上端A处无初速度地放一个质量为0.1kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小，sin37=0.6，cos37=0.8，取g=10m/s2求：（1）物体从A运动到B所需的时间是多少？（2）若物体与传送带之间的动摩擦因数为，则物体从A运动到B所需的时间又是多少？随练1、 某工厂为实现自动传送工件设计了如图所示的传送装置，由一个水平传送带AB和倾斜传送带CD组成，水平传送带长度LAB=4m，倾斜传送带长度LCD=4.45m，倾角为=37，AB和CD通过一段极短的光滑圆弧板过渡，AB传送带以v1=5m/s的恒定速率顺时针运转，CD传
14、送带静止已知工件与传送带间的动摩擦因数均为=0.5，重力加速度g=10m/s2现将一个工件（可看作质点）无初速度地放在水平传送带最左端A点处，求：（1）工件被第一次传送到CD传送带上升最大高度和所用的时间；（2）要使工件恰好被传送到CD传送带最上端，CD传送带沿顺时针方向运转的速度v2大小（v2v1）传送带模型中的能量问题知识精讲一基础知识在力学复习中，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
15、，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。注意：判断摩擦力的有无、方向时以传送带为参考系；临界状态一般发生在v物与v传相同的时刻；应用运动学公式计算物体的相关物理量时应以地面为参考系。2传送带中功和能量关系的分析能量决定因素功能关系力移动距离重力势能重力竖直分位移EpWG动能合外力物体(质点)对地位移EkW机械能除重力外的其他力物体(质点)对地位移E机W其他传送带损失电能传送带受到物体的作用力，一般表现为摩擦力传送带对地移动距离E电Ffx传送带产生内能与传送带间的滑动摩擦力物体相对于传送带移动的距离QFfl二典型例题【典例】如图所示，比较长的传送带与水平方向的夹角37，在电动机带动下以v04
