湖北省江陵縣實(shí)驗(yàn)高中2012屆高三物理二輪專題備課資料專題1傳送帶問題

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精傳達(dá)帶問題一、.命題趨向與考點(diǎn)傳達(dá)帶問題是以真實(shí)物理現(xiàn)象為依照的問題,它既能訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思想,又能聯(lián)系科學(xué)、生產(chǎn)和生活實(shí)質(zhì)，是高考命題專家所關(guān)注的問題二、知識(shí)大綱與方法傳達(dá)帶分類：水平、傾斜兩種；按轉(zhuǎn)向分:順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)兩種.（1）、受力和運(yùn)動(dòng)解析:受力解析中的摩擦力突變（大小、方向)-發(fā)生在v物與v帶同樣的時(shí)刻；運(yùn)動(dòng)解析中的速度變化-相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向和對(duì)地速度變化.解析要點(diǎn)是：一是v物、v帶的大小與方向;二是mgsin與f的大小與方向。2)、傳達(dá)帶問題中的功能解析功能關(guān)系：WF=EK+EP+Q對(duì)WF、Q的正確理解（a）傳達(dá)帶做的功：WF=FS帶功率P=Fv帶(F由傳

2、達(dá)帶受力平衡求得）（b)產(chǎn)生的內(nèi)能：Q=fS相對(duì)（c）如物體無初速，放在水平傳達(dá)帶上，則在整個(gè)加速過程中物體獲得的動(dòng)能Ek和因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q有以下關(guān)系：EkQ122mv帶(一）水平放置運(yùn)行的傳達(dá)帶辦理水平放置的傳達(dá)帶問題，第一是要對(duì)放在傳達(dá)帶上的物體進(jìn)行受力解析,分清物體所受摩擦力是阻力還是動(dòng)力；其二是對(duì)物體進(jìn)行學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精運(yùn)動(dòng)狀態(tài)解析，即對(duì)靜態(tài)動(dòng)向終態(tài)進(jìn)行解析和判斷,對(duì)其全過程作出合理解析、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;例1.以下列圖，一平直的傳達(dá)帶以速度v=2m/s勻速運(yùn)動(dòng)，傳達(dá)帶把A處的工件運(yùn)送到B處，A,B相距L=10m。從A處把

3、工件無初速地放到傳達(dá)帶上，經(jīng)過時(shí)間t=6s，能傳達(dá)到B處，要用最短的時(shí)間把工件從A處傳達(dá)到B處,求傳達(dá)帶的運(yùn)行速度最少多大？解：由題意可知tL/v,所以工件在6s內(nèi)先勻加速運(yùn)動(dòng)，后勻速運(yùn)動(dòng),故有S1=1/2vt1ABS2vt2v且t1+t2tS1S2L聯(lián)立求解得:aa2t12s；v=t1，1m/s若要工件最短時(shí)間傳達(dá)到B處，工件加速度仍為a，設(shè)傳達(dá)帶速度，工件先加速后勻速,為v同上L?vt1vt2若要工件最短時(shí)間傳達(dá)到B處，工件加速度仍為a，設(shè)傳達(dá)帶速度，工件先加速后勻速，為v同上L?vt1vt2又t1va學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精t2tt1聯(lián)立求解得Lv2v2av(t)a將式化簡(jiǎn)得tLvv2

4、a從式看出LvL常量Lvv2a2a即v2aL時(shí)，其t有最小值.v2a所以vv2aL21104.47m/s經(jīng)過解答可知工件素來加速到所用時(shí)間最短例2.質(zhì)量為m的物體從離傳達(dá)帶高為H處沿圓滑圓弧軌道下滑,水平進(jìn)入長為L的靜止的傳達(dá)帶落在水平川面的Q點(diǎn)，已知物體與傳達(dá)帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則當(dāng)傳達(dá)帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體仍以上述方式滑下，將落在Q點(diǎn)的左邊還是右邊?解：物體從P點(diǎn)落下,設(shè)水平進(jìn)入傳達(dá)帶時(shí)的速度為v0，則由機(jī)械能守恒得：v02gHPHmgH=1/2mv02,LhQ當(dāng)傳達(dá)帶靜止時(shí),解析物體在傳達(dá)帶上的受力知物體做勻減速運(yùn)動(dòng),a=mg/m=gvtv022gL物體走開傳達(dá)帶時(shí)的速度為vtv022gL隨后做

5、平拋運(yùn)動(dòng)而落在Q點(diǎn)當(dāng)傳達(dá)帶逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),解析物體在傳達(dá)帶上的受力情況與傳送帶靜止時(shí)同樣，所以物體走開傳達(dá)帶時(shí)的速度仍為vtv022gL學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精隨后做平拋運(yùn)動(dòng)而仍落在Q點(diǎn)（當(dāng)v022gL時(shí)，物體將不能夠滑出傳達(dá)帶而被傳達(dá)帶送回，顯然不吻合題意，舍去）當(dāng)傳達(dá)帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可能出現(xiàn)五種情況:(1)當(dāng)傳達(dá)帶的速度v較小,vtv022gL解析物體在傳達(dá)帶上的受力可知,物體素來做勻減速運(yùn)動(dòng),走開傳達(dá)帶時(shí)的速度為vtv022gL所以仍將落在Q點(diǎn)（2）當(dāng)傳達(dá)帶的速度v022gLv2gH時(shí)，解析物體在傳達(dá)帶上的受力可知,物體將在傳達(dá)帶上先做勻減速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng),走開傳達(dá)帶時(shí)的速度vt

6、v022gL所以將落在Q點(diǎn)的右邊.（3）當(dāng)傳達(dá)帶的速度v2gH時(shí)，則物體在傳達(dá)帶上不受摩擦力的作用而做勻速運(yùn)動(dòng)，故仍將落在Q點(diǎn).(4）當(dāng)傳達(dá)帶的速度2gHvv022gL時(shí),解析物體在傳達(dá)帶上的受力可知，物體將在傳達(dá)帶上先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng),走開傳達(dá)帶時(shí)的速度vtv022gL所以將落在Q點(diǎn)的右邊(5)當(dāng)傳達(dá)帶的速度v較大vv022gL時(shí)，則解析物體在傳達(dá)帶上的受力可知,物體素來做勻加速運(yùn)動(dòng),走開傳送帶時(shí)的速度為學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精vv022gLvtv022gL所以將落在Q點(diǎn)的右邊。綜上所述:當(dāng)傳達(dá)帶的速度vv022gL時(shí)，物體仍將落在Q點(diǎn);當(dāng)傳達(dá)帶的速度vv022gL時(shí)，物體將落在

7、Q點(diǎn)的右邊.水平傳達(dá)帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車站，用于對(duì)旅客的行李進(jìn)行安全檢查.如圖為一水平傳達(dá)帶裝置表示圖，繃緊的傳達(dá)帶AB向來保持v=1m/s的恒定速率運(yùn)行，一質(zhì)量為m=4Kg的行李無初速地放在A處，傳達(dá)帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),隨后行李又以與傳達(dá)帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)行李與傳達(dá)帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1,AB間的距離l=2。0m，g取10m/s2。（1）求行李剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦力大小與加速度大小。（2）求行李做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.（3）若是提高傳達(dá)帶的運(yùn)行速率，行李就能被較快地傳達(dá)到B處。m求行李從A處傳達(dá)到B處的最短A時(shí)間和傳達(dá)B帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速

8、v率。解：（1）滑動(dòng)摩擦力F=mg代入題給數(shù)值，得F=4N由牛頓第二定律,得F=maL代入數(shù)值，得a=1m/s2（2）設(shè)行李做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，行李加速運(yùn)動(dòng)的末速度為v=1m/s。則v=at1代入數(shù)值,得t1=1s學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2t2=(L1/2at12）v=1.5s運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為T=t1+t2=2。5s(3）行李從A處勻加速運(yùn)動(dòng)到B處時(shí),傳達(dá)時(shí)間最短。則l=1/2atmin2代入數(shù)值，得tmin=2s傳達(dá)帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率vmin=atmin代入數(shù)值，得vmin=2m/s例3.某商場(chǎng)安裝了一臺(tái)傾角為300的自動(dòng)扶梯，該扶梯在電壓為U380V的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下以

9、v0.4m/s的恒定速率向斜上方搬動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率P4。9kW。不載人時(shí)測(cè)得電動(dòng)機(jī)中的電流為I5A，若載人時(shí)扶梯的搬動(dòng)速率和不載人時(shí)同樣，則這臺(tái)自動(dòng)扶梯可同時(shí)乘載的最多人數(shù)為多少？（設(shè)人的平均質(zhì)量m60kg，g10m/s2）解答：這臺(tái)自動(dòng)扶梯最多可同時(shí)載人數(shù)的意義是電梯還可以以v0.4m/s的恒定速率運(yùn)動(dòng)按題意應(yīng)有電動(dòng)機(jī)以最大輸出功率工作,且電動(dòng)機(jī)做功有兩層作用:一是電梯不載人時(shí)自動(dòng)上升;二是對(duì)人做功由能量轉(zhuǎn)變守恒應(yīng)有：P總P人P出,設(shè)乘載人數(shù)最多為n，則有PIUnmgsinv,代入得n25人例4、如圖甲示，水平傳達(dá)帶的長度L=6m，傳達(dá)帶皮帶輪的半徑都為R=0.25m,現(xiàn)有一小物體（

10、可視為質(zhì)點(diǎn)）以恒定的水平速度v0滑上傳達(dá)帶,設(shè)皮帶輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)角速度為時(shí)，物體走開傳達(dá)帶B端后在空中運(yùn)動(dòng)的水平距離為s,若皮帶輪以不同樣的角速度重復(fù)上述動(dòng)作（保持滑上傳達(dá)帶的初速v0不變），可獲得一些對(duì)應(yīng)的和s值，將這些對(duì)應(yīng)值畫在坐標(biāo)上并連接起來，獲得如圖乙中實(shí)線所示的s-圖象,依照?qǐng)D中標(biāo)出的數(shù)據(jù)（g取10m/s2），求:(1）滑上傳達(dá)帶時(shí)的初速v0以及物體s/m和皮帶間的動(dòng)摩3.5擦因數(shù)0.5/rads-1428(2)B端距地面的高度h0學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精(3）若在B端加一豎直擋板P,皮帶輪以角速度=16rad/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),物體與擋板連續(xù)兩次碰撞的時(shí)間間隔t為多少?(物

11、體滑上A端時(shí)速度仍為v0,在和擋板碰撞中無機(jī)械能損失)解：（1）由圖象可知：當(dāng)=4rad/s時(shí),物體在傳達(dá)帶上素來減1速,經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度為3.5s/mv=R=1m/s2.5111.5上素來加速，當(dāng)=28rad/s時(shí)，物體在傳達(dá)帶21.0/rads-10.5經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度為v=R=7m/s04816202822由a=g,v2v2=2gLv2v2=2gL0120解得=0。2v0=5m/s(2)由圖象可知：當(dāng)水平速度為1m/s時(shí)，水平距離為0。5m,t=s/v=0。5sh=1/2gt2=1。25m（3）=16rad/s物體和板碰撞前是v=R=4m/s第一次碰后速度向左，減速到0,再向右加速到4m

12、/s時(shí)第二次碰板vB/ms-1后的速度都751v皮/ms-10157t=2va=/2vg=4s談?wù)摚簐0=5m/sv皮=R=/4vB=s/t=s/0。5將s-圖象轉(zhuǎn)變?yōu)関Bv皮圖象如圖示:當(dāng)4rad/s時(shí),v皮1m/s，物體在傳達(dá)帶上素來減速,當(dāng)4rad/s20rad/s時(shí)，1m/svv=5m/s,物體在傳達(dá)帶皮0上先減速，爾后以R勻速運(yùn)動(dòng)學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精當(dāng)=20rad/s時(shí),v皮=5m/s，物體在傳達(dá)帶上素來勻速，當(dāng)20rad/s28rad/s時(shí),5m/sv7m/s,物體在傳達(dá)帶上先加皮速，爾后以R勻速運(yùn)動(dòng)當(dāng)28rad/s時(shí)，v皮7m/s，物體在傳達(dá)帶上素來加速2006年全國卷24

13、（。19分)一水平的淺色長傳達(dá)帶上放置一煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn)）,煤塊與傳達(dá)帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。初始時(shí),傳達(dá)帶與煤塊都是靜止的.現(xiàn)讓傳達(dá)帶以恒定的加速度a0開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)其速度達(dá)到v0后，便以此速度做勻速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過一段時(shí)間，煤塊在傳達(dá)帶上留下了一段黑色印跡后,煤塊有關(guān)于傳達(dá)帶不再滑動(dòng)。求此黑色痕跡的長度。解：依照“傳達(dá)帶上有黑色印跡”可知，煤塊與傳達(dá)帶之間發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，煤塊的加速度a小于傳達(dá)帶的加速度a0。根據(jù)牛頓定律，可得a=g設(shè)經(jīng)歷時(shí)間t，傳達(dá)帶由靜止開始加速到速度等于v0，煤塊則由靜止加速到v，有v0=a0tv=at由于av0，物塊相對(duì)皮帶向左運(yùn)動(dòng),其受力向右，向右加速。a=g=6m/s2，

14、若素來勻加速到皮帶右端時(shí)速度v2v022aL14m/sv皮v2，所以s3=v2t=5。6m故沒有共速，即走開皮帶時(shí)速度為練習(xí)6.以下列圖是長度為L8。0m水平傳達(dá)帶，其皮帶輪的半徑為R0。20m，傳達(dá)帶上部距地面的高度為h0.45m。一個(gè)旅行包(視為質(zhì)點(diǎn)）以v010m/s的初速度從左端滑上傳達(dá)帶。旅行包與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.60。g取10m/s2。求:若傳達(dá)帶靜止,旅行包滑到B端時(shí),若沒有人取包,旅行包將從B端滑落。包的落地點(diǎn)距B端的水平距離為多少？設(shè)皮帶輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)皮帶輪的角速度值在什么范圍內(nèi)，包落地點(diǎn)距B端的水平距離向來為中所得的水平距離？若皮帶輪的角速度=40rad/s,旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離1又是多少？設(shè)皮帶輪以不同樣的角速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，畫出旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離s隨角速度變化的圖象（的取值范圍從0到100rad/s）。學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精解:（1)傳達(dá)帶靜止時(shí)，包