《高考经典物理模型：传送带模型(一)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考经典物理模型：传送带模型(一)（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、传送带模型（一）传送带与滑块滑块与传送带相互作用的滑动摩擦力，是参与改变滑块运动状态的重要原因之一。其大小遵从滑动摩擦力的计算公式，与滑块相对传送带的速度无关，其方向取决于与传 送带的相对运动方向，滑动摩擦力的方向改变，将引起滑块运动状态的转折，这样同一 物理环境可能同时出现多个物理过程。因此这类命题，往往具有相当难度。滑块与传送带等速的时刻，是相对运动方向及滑动摩擦力方向改变的时刻，也是滑 块运动状态转折的临界点。按滑块与传送带的初始状态，分以下几种情况讨论。一、滑块初速为 0,传送带匀速运动C例1如图所示，长为L的传送带AB始终保持速度为 vo 的水平向右的速度运动。今将一与皮带间动摩擦因
2、数为科的 滑块C,轻放到A端，求C由A运动到B的时间tAB解析：“轻放”的含意指初速为零，滑块 C所受滑动摩擦力方向向右，在此力作用下 C向右做匀加速运动，如果传送带够长，当 C与传送带速度 相等时，它们之间的滑动摩擦力消失，之后一起匀速运ip口果传送带较短，C可而A一直加速到B。滑块C的加速度为 工二用，设它能加速到为 无时向前运动的距离为%由宕=2度处得凡=A2图若上工号，即一, 2阳C由A 一直加速到B,由 =；应场得J2LO坦若，.即2反A加速到功用时入二汉，前进的距离% 速度匀& = 之后上-2四2咫voC由A运动到B的时间：.=一十个% 2四例2如图所示，倾角为0的传送带，以 K
3、的恒定速度按图示方向匀速运动。已知传送带上下两端相距 L今将一与传送带间动摩擦因数为科的滑块 A轻放于传送带上端，求 A从上端运动到下端的时间to解析：当A的速度达到 也 时是运动过程的转折点。A初始下滑的加速 度4 = g win H+日 co* 8若能加速到 女，下滑位移(对地)为昆=(1)若C)瓯即X。A从上端一直加速到下端2L?2Lggi 0 + j/ccs 8)A下滑到速度为也用时 力=曳=gfsilj2c7l 2g(siii W 4-之后 - *距离内摩擦力方向变为沿斜面向上。又可能有两种情况。(a)若 口二那胡，A达到 此后相对传送带停止滑动，以 用速度匀速,Lf LVDVQ2g
4、(如日+cos日)总时间：t Lv0 2g (sin 日+ c。* f)(b)若ugfga,A达到 此后相对传送带向下滑，向二g。的日，到达末端速度 J君十2%(上一闻用时v-v02L/(血夕 g2(sin +j/cos)2 g($in 曰-c羽 2(沏。一小冽总时间t =tL + J3IL2v(pcos、与山白一总二口白仍: g2(sin+pcos)2 g(sin-cos) g(sin2 &-cosJ 0)、滑块初速为0,传送带做匀变速运动例3将一个粉笔头轻放在以 2m/s的恒定速度运动在足够长 的水平传送带上后，传送带上留下一条长度为 4m的划线。若使该传送带仍以 2m/s的初速改做匀减速
5、运动，加速度大小恒为1.5m/s2,且在传送带开始做匀减速运动的同时，将另一粉笔头（与传送带的动摩擦因数和第一个相同）轻放在传送带上，该粉笔头在传送带上能留下一条多长的划线？解析：在同一 v-t坐标图上作出两次划线粉笔头及传送带的 速度图象，如图所示。第一次划线。传送带匀速，粉笔头匀加 速运动，AB和OB分别代表它们的速度图线。速度相等时（ 点），划线结束，图中 LAOS的面积代表第一次划线长度 乂2“己=4, 4,即B点坐标为（4, 2）,粉笔头的 22第二次划线分两个AE代表传送带的速度图线，它的加速度为口二1一5所/可算出E点坐标为（4/3, 0）。口也=2一%彳导以二OC代表第一阶段粉
6、笔头的速度图线，2二1曰二口心二0.5（期/1g即点表示二者速度相同,C点坐标为（1 , 0.5）该阶段粉笔头相对传送带向后划线，划线长度S=耀二加。等速后,IUn LTV2加速度 a1 = = 0一5（如/）。粉笔头超前，所受滑动摩擦力反向，开始减速运动，由于传送带先减速到 0,所以后来粉笔头一直匀减速至静止。 CF代表它在第二阶段的速度图线。 可求出F点坐标为（2,0）此阶段粉笔头相对传送带向前划线,410.5（2 一百阳=石哪。可见粉笔头相对传送带先向后划线 能留下1m长的划线。1m,又折回向前划线1/6m,所以粉笔头在传送带动高度为末端B处的切线h三、传送带匀速运动，滑块初速与传送带同
7、向例4如图所示，AB是一段位于竖直平面内的光滑轨道， 方向水平。一个质量为m的小物体P从轨道顶端A处由静止 释放，滑到B端后飞出，落到地面上的C点，轨迹如图中虚线BC所示。已知它落地时相对于B点的水平位移 OC*现在轨道下方紧贴 B点安一水平传送带，传送带的右端与B距离为1/2。当传送带静止时，让 P再次从A点由静止释放，它 离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出，仍然落在地 面的C点。当驱动轮转动带动传送带以速度v匀速向右运动时（其它条件不变）。P的落点为D。不计空气阻力。（1）求P与传送带之间的动摩擦因数科。(2)求出O、D间距离S随速度v变化函数关系式解析：这是一道滑块平抛与传送带结合
8、起来的综合题。(1)没有传送带时，物体离开B点作平抛运动 ?二-:。当B点下方的传送带静止时，物体离开传送带右端作平抛运动，时间仍为t,有万二邛由以上各式得 1 22由动能定理，物体在传送带动滑动时，有(2)当传送带的速度工时，物体将会在传送带上作一段匀变速运动。若2尚未到达传送带右端，速度即与传送带速度相同，此后物体将做匀速运动，而后以速度v离开传送带。v的最大值 内为物体在传送带动一直加速而达到的速度。Z 1313产匕二则% 一制%_lb-1吗二)清立离开传送带，得0、D距离V,当 v v2, IP J-l v J2幽时，物体从传送带飞出的速度为II 加S = 一 + vi = 一 (1
9、+)2 2府综合上述结果S随v变化的函数关系式求解本题的关键是分析清楚物体离开传送带的两个极值速度：在传送带上一直匀减速至右端的最小速度 巧，及在传送带上一直匀加速至右端的最大速度内。以此把传送带速度v划分为三段。才能正确得出 S随v的函数关系式。四、传送带匀速运动，滑块初速与传送带速度方向相反例5如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度也沿顺时针方向传动，传送带右端一与传送带等高的光滑水平面。一物体以恒定的速率吗沿直线向左滑向传 送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，速率为 出二则下列说法正确的是：A、只有巧=叱时才有叱=巧B、若巧叱，则匕丁匕！C、若咕 丐，则巧叱D、不管。多大，总有 廿=%解析：滑块向左运动时所受滑动摩擦力必然是向右。返回时开始阶段滑块速度小于传送带速度，所受摩擦力仍向右，滑块向右加速。若它能一直加速到右端，速度也=叱，前提是传送带速度一直大于滑块速度，即 方二/二巧。若匕 叱，则返回加速过程中，到不了最右端滑块速度就与传送带速度相等了，之后以 鼻速度匀速到达右端, 即 归 叱时， 匕R ,所以正确选项为 B、Co
