傳送帶問題歸類分析

1、傳 送 帶 問 題 歸 類分 析傳送帶是運(yùn)送貨物的一種省力工具，在裝卸運(yùn)輸行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，只要稍加留心，在工廠、車站、機(jī)場(chǎng)、裝卸碼頭隨處可見繁忙運(yùn)轉(zhuǎn)的傳送帶近年來“無論是平時(shí)訓(xùn)練還是高考，均頻繁地以傳送帶為題材命題，表達(dá)了理論聯(lián)系實(shí)際，表達(dá)了把物理知識(shí)應(yīng)用于日常生活和生產(chǎn)實(shí)際當(dāng)中本文收集、整理了傳送帶相關(guān)問題，并從兩個(gè)視角進(jìn)行分類剖析：一是從傳送帶問題的考查目標(biāo)即：力與運(yùn)動(dòng)情況的分析、能量轉(zhuǎn)化情況的分析來剖析；二是從傳送帶的形式來剖析首先，概括下與傳送帶有關(guān)的知識(shí)： 一傳送帶分類：常見的幾種傳送帶模型 1.按放置方向分水平、傾斜和組合三種； 2.按轉(zhuǎn)向分順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)兩種； 3.按運(yùn)動(dòng)

2、狀態(tài)分勻速、變速兩種。（2） 傳送帶特點(diǎn)：傳送帶的運(yùn)動(dòng)不受滑塊的影響，因?yàn)榛瑝K的參加，帶動(dòng)傳送帶的電機(jī)要多輸出的能量等于滑塊機(jī)械能的增加量與摩擦生熱的和。 三受力分析：傳送帶模型中要注意摩擦力的突變發(fā)生在v物與v帶相同的時(shí)刻，對(duì)于傾斜傳送帶模型要分析mgsin與f的大小與方向。突變有下面三種： 1.滑動(dòng)摩擦力消失； 2.滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力； 3.滑動(dòng)摩擦力改變方向； 四運(yùn)動(dòng)分析： 1.注意參考系的選擇，傳送帶模型中選擇地面為參考系； 2.判斷共速以后是與傳送帶保持相對(duì)靜止作勻速運(yùn)動(dòng)呢？還是繼續(xù)加速運(yùn)動(dòng)？ 3.判斷傳送帶長(zhǎng)度臨界之前是否滑出？ 五傳送帶問題中的功能分析 1.功能關(guān)系：WF=

3、EK+EP+Q。傳送帶的能量流向系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能、被傳送的物體的動(dòng)能變化，被傳送物體勢(shì)能的增加。因此，電動(dòng)機(jī)由于傳送工件多消耗的電能就包括了工件增加的動(dòng)能和勢(shì)能以及摩擦產(chǎn)生的熱量。 2.對(duì)WF、Q的正確理解 a傳送帶做的功：WF=F·S帶 功率P=F× v帶 F由傳送帶受力平衡求得 b產(chǎn)生的內(nèi)能：Q=f·S相對(duì) c如物體無初速，放在水平傳送帶上，那么在整個(gè)加速過程中物體獲得的動(dòng)能EK，因?yàn)槟Σ炼a(chǎn)生的熱量Q有如下關(guān)系：EK=Q= 。一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的總功等于機(jī)械能轉(zhuǎn)化成熱能的值。而且這個(gè)總功在求法上比一般的相互作用力的總功更有特點(diǎn)，一般的一對(duì)相互作用力的功為Wf相s

4、相對(duì)，而在傳送帶中一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的功Wf相s，其中s為被傳送物體的實(shí)際路程，因?yàn)橐粚?duì)滑動(dòng)摩擦力做功的情形是力的大小相等，位移不等恰好相差一倍，并且一個(gè)是正功一個(gè)是負(fù)功，其代數(shù)和是負(fù)值，這說明機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化的量即是兩功差值的絕對(duì)值。六水平傳送帶問題的變化類型設(shè)傳送帶的速度為v帶，物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，兩定滑輪之間的距離為L(zhǎng)，物體置于傳送帶一端的初速度為v0。 1、v00， v0物體剛置于傳送帶上時(shí)由于受摩擦力作用，將做a =g的加速運(yùn)動(dòng)。假定物體從開始置于傳送帶上一直加速到離開傳送帶，那么其離開傳送帶時(shí)的速度為v，顯然有： v帶 時(shí)，物體在傳送帶上將先加速，后勻速。 

5、    v帶 時(shí)，物體在傳送帶上將一直加速。 2、 V0 0，且V0與V帶同向 1V0 v帶時(shí)，同上理可知，物體剛運(yùn)動(dòng)到帶上時(shí)，將做a =g 的加速運(yùn)動(dòng)，假定物體一直加速到離開傳送帶，那么其離開傳送帶時(shí)的速度為V ，顯然有：    V0 v帶 時(shí)，物體在傳送帶上將先加速后勻速。   v帶 時(shí)，物體在傳送帶上將一直加速。    2V0 v帶時(shí)，因V0 v帶，物體剛運(yùn)動(dòng)到傳送帶時(shí)，將做加速度大小為a = g的減速運(yùn)動(dòng)，假定物體一直減速到離開傳送帶，那么其離開傳送帶時(shí)的速度為V ，顯然 &#

6、160;  v帶 時(shí)，物體在傳送帶上將一直減速。     V0 v帶 時(shí)，物體在傳送帶上將先減速后勻速。    3、V0 0，且V0與V帶反向    此種情形下，物體剛運(yùn)動(dòng)到傳送帶上時(shí)將做加速度大小為 的減速運(yùn)動(dòng)，假定物體一直減速到離開傳送帶，那么其離開傳送帶時(shí)的速度為V ，顯然：    V 0，即V0時(shí)，物體將一直做減速運(yùn)動(dòng)直到從傳送帶的另一端離開傳送帶。    V0，即V0 時(shí)，物體將不會(huì)從傳送帶的另一端離開而從進(jìn)入端離開，其可能的

7、運(yùn)動(dòng)情形有：    a、先沿V0方向減速，再反向加速直至從放入端離開傳送帶    b、先沿V0方向減速，再沿v0反向加速，最后勻速直至從放入端離開傳送帶。 七傾斜傳送帶問題的變化類型 1、V00    2、V0 0，且V0與 v帶同向 V0 v帶時(shí) V0 v帶時(shí) 3、V0 0，且V0與 v帶反向 V0 v帶時(shí) V0 v帶時(shí)當(dāng)tan時(shí)，物塊在加速至與傳送帶速度相同后，物塊將與傳送帶相對(duì)靜止，并同傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)tan時(shí)，物塊在獲得與傳送帶相同的速度后仍繼續(xù)加速八傳送帶模型的一般解法1.確定研究對(duì)象；2

8、.受力分析和運(yùn)動(dòng)分析，畫出受力分析圖和運(yùn)動(dòng)情景圖，注意摩擦力突變對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響；3.分清楚研究過程，利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解未知量。傳送帶的具體類型拋析：一、傳送帶問題中力與運(yùn)動(dòng)情況分析傳送帶的試題以力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系為多見，有水平方向的，有傾斜方向的，也有水平和傾斜兩個(gè)方向相結(jié)合的，還有變形的傳送帶在處理傳送帶上的力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系時(shí)，要依據(jù)物體的受力情況，判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；也有依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，去求解物體的受力情況1、水平傳送帶上的力與運(yùn)動(dòng)情況分析例1 水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于車站、碼頭，工廠、車間。如下圖為水平傳送帶裝置示意圖，繃緊的傳送帶AB始終保持v02 m/s的恒定速率運(yùn)行，

9、一質(zhì)量為m的工件無初速度地放在A處，傳送帶對(duì)工件的滑動(dòng)摩擦力使工件開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2 ,AB的之間距離為L(zhǎng)10m ，g取10m/s2 求工件從A處運(yùn)動(dòng)到B處所用的時(shí)間例2： 如圖甲所示為車站使用的水平傳送帶的模型，傳送帶長(zhǎng)L8m，以速度v4m/s沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m10kg的旅行包以速度v010m/s的初速度水平地滑上水平傳送帶旅行包與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6 ，那么旅行包從傳送帶的A端到B端所需要的時(shí)間是多少？g10m/s2 ,且可將旅行包視為質(zhì)點(diǎn)圖 甲例3一水平的淺色長(zhǎng)傳送帶上放置一煤塊可視為質(zhì)點(diǎn)，煤塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。

10、初始時(shí)，傳送帶與煤塊都是靜止的?，F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其速度到達(dá)v0后，便以此速度做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)。求此黑色痕跡的長(zhǎng)度2、傾斜傳送帶上的力與運(yùn)動(dòng)情況分析370AB例4如下圖，傳送帶與水平方向夾37°角，AB長(zhǎng)為L(zhǎng)16m的傳送帶以恒定速度v10m/s運(yùn)動(dòng)，在傳送帶上端A處無初速釋放質(zhì)量為m0.5kg的物塊，物塊與帶面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，求：1當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊從A到B所經(jīng)歷的時(shí)間為多少？ 2當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊從A到B所經(jīng)歷的時(shí)間為多少？ (sin37°0.6，cos37&

11、#176;0.8，取g10 m/s2)3、水平和傾斜組合傳送帶上的力與運(yùn)動(dòng)情況分析例5 如圖甲所示的傳送帶，其水平局部ab的長(zhǎng)度為2 m，傾斜局部bc的長(zhǎng)度為4 m，bc與水平面的夾角37°，現(xiàn)將一小物塊A可視為質(zhì)點(diǎn)輕輕放在傳送帶的a端，物塊A與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.25傳送帶沿圖甲所示方向以v2 m/s 的速度勻速運(yùn)動(dòng)，假設(shè)物塊A始終未脫離傳送帶，試求小物塊A從a端被傳送到c端所用的時(shí)間？取g10m/s2 ，sin37°0.6 ,cos37°0.8 圖乙圖甲圖丙4、變形傳送帶上的力與運(yùn)動(dòng)情況分析O11O2O3O10例6 如下圖10只相同的輪子并排水平排列，圓

12、心分別為O1、O2、O3O10，O1O10=3.6m，水平轉(zhuǎn)軸通過圓心，所有輪子均繞軸以r/s的轉(zhuǎn)速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)將一根長(zhǎng)0.8m、質(zhì)量為2.0kg的勻質(zhì)木板平放在這些輪子的左端，木板左端恰好與O1豎直對(duì)齊，木板與輪緣間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.16，試求：.木板水平移動(dòng)的總時(shí)間不計(jì)軸與輪間的摩擦，g取10m/s2. 二、傳送帶問題中能量轉(zhuǎn)化情況的分析1、水平傳送帶上的能量轉(zhuǎn)化情況分析例7 如下圖，水平傳送帶以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放到傳送帶上，假設(shè)小木塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，當(dāng)小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的內(nèi)能是( )FNfmgA、mv2 B、2mv2 C、 D、2、

13、傾斜傳送帶上的能量轉(zhuǎn)化情況分析300AB例8 如下圖，電動(dòng)機(jī)帶著繃緊的傳送帶始終以v02 m/s的速度運(yùn)動(dòng)，傳送帶與水平面的夾角30°，現(xiàn)把一質(zhì)量為m10kg的工件輕輕地放在皮帶的底端，經(jīng)過一段時(shí)間后，工件被送到高h(yuǎn)2m的平臺(tái)上，工件與皮帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，除此之外，不記其他損耗。求電動(dòng)機(jī)由于傳送工件多消耗的電能。取g10 m/s23、水平和傾斜組合傳送帶上的能量轉(zhuǎn)化情況分析例9 一傳送帶裝置示意如圖，其中傳送帶經(jīng)過AB區(qū)域時(shí)是水平的，經(jīng)過BC區(qū)域時(shí)變?yōu)閳A孤形圓孤由光滑模板形成，未畫出，經(jīng)過CD區(qū)域時(shí)是傾斜的，AB和CD都與BC相切。現(xiàn)將大量的質(zhì)量均為m的小貨箱一個(gè)一個(gè)在A處放到傳送帶上，放置時(shí)初速為零，經(jīng)傳送帶運(yùn)送到D處，D和A的高度差為h穩(wěn)定工作時(shí)傳送帶速度不變，CD段上各箱等距排列，相鄰兩箱的距離為L(zhǎng)每個(gè)箱在A處投放后，在到達(dá)B之前已經(jīng)相對(duì)于傳送帶靜止，且以后也不再滑動(dòng)忽略經(jīng)BC段時(shí)的微小滑動(dòng)在一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間T內(nèi)，共運(yùn)送小貨箱的數(shù)目為N這裝置由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，傳送帶與輪子間無相對(duì)滑動(dòng)，不計(jì)輪軸處的摩擦求電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率P 4、變形傳送帶上的能量轉(zhuǎn)化情況分析鐵板滾輪例10 如下