人教高中物理 必修一 第四章專題：傳送帶問題分析練習(xí)題 （無答案）

1、.*;傳送帶問題解析 傳送帶是應(yīng)用比較廣泛的一種傳送裝置，以其為素材的物理題大都具有情景模糊、條件隱蔽、過程復(fù)雜的特點(diǎn)。2019年高考最后一題的傳送帶問題，讓很多考生痛失22分，也使傳送帶問題成為人民關(guān)注的熱點(diǎn)。但不管傳送帶如何運(yùn)動(dòng)，只要我們分析清楚物體所受的摩擦力的大小、方向的變化情況，就不難分析物體的狀態(tài)變化情況。因?yàn)椴煌姆胖茫瑐魉蛶衔矬w的受力情況不同，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)情況也不同，傳送帶問題是以真實(shí)物理現(xiàn)象為根據(jù)的問題，它既能訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，又能聯(lián)絡(luò)科學(xué)、消費(fèi)和生活實(shí)際，因此，這種類型問題具有生命力，當(dāng)然也就是高考要重點(diǎn)考察的問題。解決此類問題的關(guān)鍵是對傳送帶和物體進(jìn)展動(dòng)態(tài)分析和終態(tài)推斷，

2、靈敏巧妙地從能量的觀點(diǎn)和力的觀點(diǎn)來提醒其本質(zhì)、特征、過程力學(xué)中的傳送帶問題，一般可分為三大類：一程度放置運(yùn)行的傳送帶，二傾斜放置運(yùn)行的傳送帶；三平斜交接放置運(yùn)行的傳送帶，下面分別舉例加以說明，從中領(lǐng)悟此類問題的精華部分和解題關(guān)鍵所在一程度放置運(yùn)行的傳送帶處理程度放置的傳送帶問題，首先是要對放在傳送帶上的物體進(jìn)展受力分析，分清物體所受摩擦力是阻力還是動(dòng)力；其二是對物體進(jìn)展運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，即由靜態(tài)動(dòng)態(tài)終態(tài)分析和判斷，對其全過程做出合理分析、推論，進(jìn)而采用有關(guān)物理規(guī)律求解這類問題可分為運(yùn)動(dòng)學(xué)型；動(dòng)力學(xué)型；動(dòng)量守恒型；圖象型如今，來分析一下程度傳送帶1受力和運(yùn)動(dòng)分析時(shí)注意：受力分析中的摩擦力突變大小、方

3、向發(fā)生在V物與V傳一樣的時(shí)刻；運(yùn)動(dòng)分析中的速度變化相對皮帶運(yùn)動(dòng)方向和相對地面速度變化 V物和V帶在斜面上注意比較mgsin與摩擦力f的大小，傳送帶長度臨界之前是否滑出共速以后一定與傳送帶保持相對靜止作勻速運(yùn)動(dòng)嗎？ 2傳送帶問題中的功能分析 功能關(guān)系：WF=EK+EP+Q對WF、Q的正確理解a傳送帶做的功：WF=FS帶 功率P=FV帶F由傳送帶受力平衡求得b產(chǎn)生的內(nèi)能：Q=fS相對c如物體無初速，放在程度傳送帶上，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=1/2mV2一、 傳送帶程度放置 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

4、的間隔 為L，物體置于傳送帶一端的初速度為V0。mLV帶V0mLV帶V0=01、V00，如圖1V0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)。假定物體從開場置于傳送帶上一直加速到分開傳送帶，那么其分開傳送帶時(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。 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，如圖21V0V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分開傳送帶，那么其分開傳送帶時(shí)的速度為V ，顯然有： V0V帶 時(shí)，物體在傳送帶上將先加速后勻速。 mLV帶V0圖3 V帶 時(shí)，物體在傳送帶上

5、將一直加速。 2V0V帶時(shí) 因V0V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分開傳送帶，那么其分開傳送帶時(shí)的速度為V ，顯然： 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，如圖3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分開傳送帶，那么其分開傳送帶時(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分開傳送帶。 V0，即V0 時(shí)，物體將不會從傳送帶的另一端分開而從進(jìn)入端分開，其可能的運(yùn)動(dòng)情形有：a、先沿V0方

6、向減速，再反向加速直至從放入端分開傳送帶 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分開傳送帶。 專題聚焦程度傳送帶問題的變化類型HA1:如圖，一物塊沿斜面由H高處由靜止滑下，斜面與程度傳送帶相連處為光滑圓弧，物體滑離傳送帶后做平拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)傳送帶靜止時(shí)，物體恰落在程度地面上的A點(diǎn)，那么以下說法正確的選項(xiàng)是BC。A當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體落點(diǎn)一定在A點(diǎn)的左側(cè)B當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體落點(diǎn)一定落在A點(diǎn)C當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體落點(diǎn)可能落在A點(diǎn)D當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體落點(diǎn)一定在A點(diǎn)的右側(cè)2: 如圖，程度傳送帶兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸心相距20m，正在以v4.0m/s的速度勻速傳動(dòng)，某

7、物塊兒可視為質(zhì)點(diǎn)與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,將該物塊兒從傳送帶左端無初速地輕放在傳送帶上，那么1經(jīng)過多長時(shí)間物塊兒將到達(dá)傳送帶的右端g=10m/s2 ？2假設(shè)程度傳送帶兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸心相距為2.0m，其它條件不變，那么將該物體從傳送帶左端無初速地輕放在傳送帶上，那么經(jīng)過多長時(shí)間物體將到達(dá)傳送帶的右端g=10m/s2？3時(shí)間縮短。為使物體傳到另一端所用的時(shí)間最短，傳送帶的最小速度是多少？3:一程度傳送帶兩輪之間間隔 為20m，以2m/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng)。某小物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，將該小物體沿傳送帶同樣的方向以4m/s的初速度滑出，設(shè)傳送帶速率不受影響，那么物體從左端運(yùn)動(dòng)到右端所需

8、時(shí)間是多少？4:如下圖，皮帶傳動(dòng)裝置的兩輪間距L=8m，輪半徑r=0.2m，皮帶呈程度方向，離地面高度H=0.8m，一物體以初速度v0=10m/s從平臺上沖上皮帶，物體與皮帶間動(dòng)摩擦因數(shù)=0.6，g=10m/s2求：1皮帶靜止時(shí)，物體平拋的程度位移多大？2假設(shè)皮帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，輪子角速度為72rad/s，物體平拋的程度位移多大？ 3假設(shè)皮帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，輪子角速度為72rad/s，物體平拋的程度位移大？5:如圖示，距地面高度h=5m的平臺邊緣程度放置一兩輪間距為d=6m的傳送帶，一小物塊從平臺邊緣以v0=5m/s的初速度滑上傳送帶。平臺光滑，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2，設(shè)傳送帶的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為

9、v，且規(guī)定順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)v為正，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)v為負(fù)。試分析畫出小物塊分開傳送帶右邊緣落地的程度間隔 S與v的變化關(guān)系圖線。9:將一粉筆頭輕放在以2m/s的恒定速度運(yùn)動(dòng)的傳送帶上，傳送帶上留下一條長度為4m的劃線粉筆頭只要相對于傳送帶運(yùn)動(dòng)就能劃線；假設(shè)使該傳送帶改做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度為1.5m/s2，并且在傳送帶開場做勻減速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，將另一粉筆頭輕放在傳送帶上，該粉筆頭在傳送帶上能留下一條多長的劃線？ 二、傳送帶斜置mLV帶V0圖4 設(shè)傳送帶兩定滑輪間的間隔 為L，帶與程度面的夾角為 ，物與帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物體置與帶的一端，初速度為V0，傳送帶的速度為V帶。mLV帶V0圖51、V00，如圖4

10、物體剛放到帶的下端時(shí)，因V00，那么其受力如下圖，顯然只有f - mgsin0，即tg時(shí)，物體才會被傳送帶帶動(dòng)從而向上做加速運(yùn)動(dòng)，且a=gcosgsin，假定物體一直加速度運(yùn)動(dòng)到上端，那么物體在分開傳送帶時(shí)的速度為V= ，顯然： V帶時(shí)，物體在傳送帶上將先加速后勻速直至從上端分開。 V帶時(shí)，物體在傳送帶上將一直加速直至從上端分開。 2、 V0 0，且V0與V帶同向，如圖5V0V帶時(shí)，a、tg，物體剛運(yùn)動(dòng)到帶上時(shí)，因V0tg 物體剛運(yùn)動(dòng)到帶上時(shí)，因V0V帶，物體將做加速度大小為agsingcos的減速運(yùn)動(dòng)。假定物體一直做減速運(yùn)動(dòng)到直至分開傳送帶，那么物體分開傳送帶上端時(shí)速度為V ，顯然： V0，

11、即V0時(shí)，物體在傳送帶上將一直減速運(yùn)動(dòng)直至從裝置的上端分開 V0，即V0時(shí)，物體在傳送帶上將先向上做大小為agsingcos的減速運(yùn)動(dòng)，后向下做加速度最小為agsingcos的加速運(yùn)動(dòng)直至分開裝置的下端。 V0V帶時(shí) a、tg，物體剛運(yùn)動(dòng)到帶上時(shí)，因V0V帶，故物體將做加速度大小為agsingcos的減速運(yùn)動(dòng)，假定物體一直做減速運(yùn)動(dòng)，那么物體分開傳送帶時(shí)速度為V，顯然： V帶 時(shí)，物體將一直減速直至分開傳送帶上端。 V0V帶時(shí)，物體將先做減速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)直至分開傳送帶上端。 b、tg ，物體剛運(yùn)動(dòng)到帶上時(shí)，因V0V帶，故物體將做加速度大小為agsingcos的減速運(yùn)動(dòng)。假定物體一直做減速運(yùn)

12、動(dòng)，那么物體分開傳送帶上端時(shí)速度為V，顯然：V帶 時(shí)，物體將一直減速直至分開傳送帶上端。V0V帶 時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)較為復(fù)雜。物體剛開場滑上傳送帶時(shí)，因物體速度大于V帶，故物體做agsingcos的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體速度減小到等于V帶時(shí)，由于繼續(xù)減速其速度將小于V帶，此后加速大小變?yōu)閍gsingcos，但是只要其滑上傳送帶的初速度V0，就一定能從傳送帶的上端滑出。假設(shè)V0，那么物體有以下兩種可能的運(yùn)動(dòng)情形。一是先向上做大小為agsingcos的減速運(yùn)動(dòng)，后向上做大小為agsingcos的減速運(yùn)動(dòng)，直至分開傳送帶上端。另一種情形是先向上做大小為agsingcos的減速運(yùn)動(dòng)，再向上做大小為agsingco

13、s的減速運(yùn)動(dòng)，最后向下做為agsingcos的加速運(yùn)動(dòng)直至從下端傳送帶分開。mLV帶V0圖63、V0 0，且V0與V帶反向物體剛運(yùn)動(dòng)到傳送帶下端時(shí)，物體將做加速度大小為agsingcos減速運(yùn)動(dòng)，假定物體一直減速，那么其分開上端時(shí)速度大小為V，顯然：當(dāng)V0 ，即V時(shí)，不管為何值，物體一直減速直至分開傳送帶上端當(dāng)V0，即V 時(shí)，那么在 tg時(shí)，物體將先向上減速后向下勻速直至從下端分開；在tg時(shí)，物體將先向上以agsingcos做減速運(yùn)動(dòng)，后向下做agsingcos的加速運(yùn)動(dòng)直至分開傳送帶下端。上面我們根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律對物體在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)展了分析，實(shí)際上我們還可據(jù)能量觀點(diǎn)對其進(jìn)展分析。 二傾斜傳送帶問題的變化類型v11:如下圖，傾斜傳送帶與程度方向的夾角為=37，將一小物塊輕輕放在正在以速度v=10m/s勻速逆時(shí)針傳動(dòng)的傳送帶的上端，物塊和傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力的大小，傳送帶兩皮帶輪軸心間的間隔 為L29m，1求將物塊從頂部傳到傳送帶底部所需的時(shí)間為多少g=10m/s2 ？2假設(shè)題中，物塊下滑時(shí)間為多少？ 變式訓(xùn)練：如下圖傳送帶與程度方向夾角為，當(dāng)傳送帶靜止時(shí)，在傳送帶上端輕放一小物塊A，物塊下滑到底端時(shí)間為T，那么以下說法正確的選項(xiàng)是BD。A當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊下滑的時(shí)間一定大于tB當(dāng)傳送帶逆時(shí)