傳送帶中的能量問(wèn)題

1、傳送帶中的能量問(wèn)題創(chuàng)作：歐陽(yáng)計(jì)時(shí)間：2021.02. 11知識(shí)梳理 摩擦力做功與機(jī)械能、內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化的關(guān)系類別 比較靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力同 不點(diǎn)能的轉(zhuǎn) 化方面在靜摩擦力做功的過(guò)程中，只有機(jī)械能從 一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體(掙摩擦力起著 傳遞機(jī)械能的作用)而沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其 他形式的能量(1) 相互摩擦的物體通過(guò)摩撩力做功，將部 體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體(2) 部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部分能就 失量_對(duì)摩擦 力的總功 方面一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)總和等于零一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系統(tǒng)所做 力與兩個(gè)物體相對(duì)路徑長(zhǎng)度的乘積，即 旳 示物體克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失機(jī)械能轉(zhuǎn)正功、負(fù)功、 不做功方面兩種摩

2、擦力對(duì)物體可以做正功、負(fù)功，還可以不做功方法指導(dǎo)：一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩撩力做功所產(chǎn)生的 熱S Q=Ff/相對(duì)，其中/相對(duì)是物體間相對(duì)路徑長(zhǎng)度.如 果兩物體同向運(yùn)動(dòng)，/相對(duì)為兩物體對(duì)地位移大小之差；如 果兩物體反向運(yùn)動(dòng)，/相對(duì)為兩物體對(duì)地位移大小之和；如 果一個(gè)物體相對(duì)另一物休做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則/相對(duì)為兩物體 相對(duì)滑行路徑的總長(zhǎng)度例1.電機(jī)帶動(dòng)水平傳送帶以速度a勻速運(yùn)動(dòng)，一質(zhì)量為m 的小木塊由靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶之間 的動(dòng)摩擦因數(shù)為，如圖所示，當(dāng)小木塊與傳送帶相對(duì)靜 止時(shí)，求：(1) 小木塊的位移； ()(2) 傳送帶轉(zhuǎn)過(guò)的路程；(3) 小木塊獲得的功能；(4) 摩擦過(guò)程產(chǎn)生的內(nèi)能;

3、電機(jī)帶動(dòng)傳送帶勻速轉(zhuǎn) 動(dòng)輸出的總能量.例2、如圖54一4所示，肋為 半徑店0.8 m的1/4光滑軌道，下端B恰與小車右端平滑對(duì)接.小車質(zhì)量#=3 kg,車長(zhǎng)£=2.06 m,車上表面距地面的高度力=0.2 m.現(xiàn)有一質(zhì)量加=1 kg的小滑塊，由軌道頂端無(wú)初速釋放，滑到端后沖上小車.已知地面光滑，滑塊與小車上表面間的動(dòng) 摩擦因數(shù)=0.3,當(dāng)車運(yùn)動(dòng)了 1.5 s時(shí)，車被地面裝置鎖定.=10 m/s2)試求:滑塊到達(dá)端時(shí)，軌道對(duì)它支持力的大小;(2) 車被鎖定時(shí)，車右端距軌道0端的距離;(3) 從車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到被鎖定的過(guò)程中，滑塊與車面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能大??；例3.工廠流水線上采用彈射裝

4、置把物品轉(zhuǎn)運(yùn)，現(xiàn)簡(jiǎn)化其模 型分析：如圖5-4-24所示，質(zhì)量為加的滑塊，放在光滑 的水平平臺(tái)上，平臺(tái)右端B與水平傳送帶相接，傳送帶的 運(yùn)行速度為長(zhǎng)為Z ；現(xiàn)將滑塊向左壓縮固定在平臺(tái)上 的輕彈簧，到達(dá)某處時(shí)由靜止釋放，若滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)的 速度小于傳送帶的速度，當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端時(shí)，恰 好與傳送帶速度相同，滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為. 求：（1）釋放滑塊時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能；滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量.綜合題例4、某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽，比賽路徑 如圖5-4-8所示，賽車從起點(diǎn)A出發(fā)，沿水平直線軌道 運(yùn)動(dòng)上后，由點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開(kāi) 豎直圓軌道后繼

5、續(xù)在光滑平直軌道上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，并能越 過(guò)壕溝.已知賽車質(zhì)量g01 kg,通電后以額定功率P= 1.5 WT作，進(jìn)入豎直圓軌道前受到的阻力恒為0.3 N,隨后在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力均可不計(jì).圖中£=10.00 m, R=0.32 mr h =1.25 mr 5=1.50 m.問(wèn)：要使賽車完成比賽，電動(dòng)機(jī)至少工作多長(zhǎng)時(shí)間？（取=10 m/s2）達(dá)標(biāo)檢測(cè)1、如圖16甲所示，水平傳送帶的長(zhǎng)度L=6 m,皮帶 輪以速度f(wàn)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)在一質(zhì)量為1 kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以水 平速度K）從力點(diǎn)滑上傳送帶，越過(guò)B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，其水平位移為”，保持物塊的 初速度K）不變，多次改變皮帶輪的速度$

6、依次測(cè)量水平位移X,得到如圖16乙所示 的X 1/圖象.(1) 當(dāng)0怎1 m/s時(shí)，物塊在力、3之間做什么運(yùn) 動(dòng)？當(dāng)庖7 m/s時(shí)，物塊在久B之間做什么運(yùn)動(dòng)？(2) 物塊的初速度仏多大？2、如圖所示的水平傳送帶靜止時(shí)，一個(gè)小物塊A以某一水 平初速度從傳送帶左端沖上傳送帶，然后從傳送帶右端以 一個(gè)較小的速度V滑出傳送帶；若傳送帶在皮帶輪帶動(dòng)下 運(yùn)動(dòng)時(shí)，A物塊仍以相同的水平速度沖上傳送帶，且傳送帶 的速度小于A的初速度，貝U ()a、若皮帶輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，A物塊仍以速度V離開(kāi)傳送帶B、若皮帶輪逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，A物塊不可能到達(dá)傳送帶的 右端C、若皮帶輪順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，A物塊離開(kāi)傳送帶的速度仍 然可能為

7、VD、若皮帶輪順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，A物塊離開(kāi)傳送帶右端的速 度一定大于V答案：例1對(duì)小木塊，相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，由ma=/mg得加 速度a=“g、由心召十得，達(dá)相對(duì)靜止所用時(shí)間t= 士，(1) 小木塊的位移吊=訂=為(2) 傳送帶始終勻速運(yùn)動(dòng)，路程X1=vt=(3) 對(duì)小木塊獲得的動(dòng)能6=茹/這一問(wèn)也可用動(dòng)能定理解：“mgx、=&故6=切2(4) 產(chǎn)生的內(nèi)能 g mg(X2x) =3加.注意，這兒湊巧了匸瓦但不是所有的問(wèn)題都這樣.(5) 由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律得，電機(jī)輸出的總能量轉(zhuǎn)化 為小木塊的動(dòng)能與內(nèi)能，所以F總=£+4傷聽(tīng).(1)由機(jī)械能守恒定律和牛頓第二例2【標(biāo)準(zhǔn)解答】 定律得mgR

8、=yn,FnBmg=m則：斤8=30 N.設(shè)勿滑上小車后經(jīng)過(guò)時(shí)間右與小車同速，共同速度 大小為V、對(duì)滑塊有 :jumg=mayi岔衣對(duì)于小車：他，K=ti可得 ti = 1 s<1.5 s故滑塊與小車同速后，小車?yán)^續(xù)向左勻速行駛了 0.5 s,則小車右端距端的距離為/車=；止+/(1.5 sii) =1 m.%+ V V(3) 0= jumgI 相對(duì)=殆(一十1一，右)=6 J.車被鎖定后,滑塊能否從車的左端滑出？若能滑出,試求 出滑塊落地點(diǎn)離車左端的水平距離.車被鎖定時(shí)，刃相對(duì)車面已滑行了 切+ V V/相對(duì)=2 ti山=2 m故此時(shí)滑塊離車的左端的距離為/=£/相對(duì)=0.0

9、6 叫 假設(shè)滑塊能從車的左端滑出，速度大小為/ , 貝|由蘇聽(tīng)=茹/ ?+殆/可得：/ =0.8 m/s>0,可見(jiàn)假設(shè)成立. 又力=芬尹2, r =/ r . 可得：r =0.16 m 例3【解析】（1）設(shè)滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度為 在彈簧彈開(kāi)過(guò)程中，由機(jī)械能守恒6=訥 滑塊在傳送帶上做勻加速運(yùn)動(dòng) 由動(dòng)能定理翊=茹詒一茹/ 解得：血=務(wù);謚一 颶L（2）設(shè)滑塊在傳送帶上做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,則t 時(shí)間內(nèi)傳送帶的位移S= kbfK）= v+at “mg=ma 滑塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的位移hs=s-L 相對(duì)滑動(dòng)生成的熱量匸“mgh s解得：疔砒）（ pg2“gB_“ingL例4【解析】設(shè)賽車越過(guò)壕溝需要的最小速度為旳，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律S=Vt設(shè)賽車恰好越過(guò)圓軌道，對(duì)應(yīng)圓軌道最高點(diǎn)的速度為 吻 最低點(diǎn)的速度為旳，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律及機(jī)械能守恒定律解得嶺=尿=4 m/s通過(guò)分析比較，賽車要完成比賽，在進(jìn)入圓軌道前的速度最小應(yīng)該是妳帀=4 m/s設(shè)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間至少為tt根據(jù)功能原理由此可得t=2. 53 s.達(dá)標(biāo)檢測(cè)k解析：由于m/s時(shí)傳送帶速度增加而 物體的平拋初速度不變，所以物體在4 3之間做勻減速直線運(yùn)動(dòng).由于庖7 m/s時(shí)傳送帶速度增加而物體的平拋初速度 不變，所以物體在4 F之間做 勻加速直線運(yùn)動(dòng).(2)由圖象可知在傳送帶速度1/帶=1 m/s