高一物理知識(shí)講解涉及到傳送帶問(wèn)題解析專題含答案解析

波及到傳遞帶問(wèn)題分析【學(xué)習(xí)目標(biāo)】能用動(dòng)力學(xué)看法剖析解決多傳遞帶問(wèn)題【重點(diǎn)梳理】重點(diǎn)一、傳遞帶問(wèn)題的一般解法1.確定研究對(duì)象；2.受力剖析和運(yùn)動(dòng)剖析,逐個(gè)摩擦力f大小與方向的突變對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響；⑴受力剖析：F的突變發(fā)生在物體與傳遞帶共速的時(shí)刻,可能出現(xiàn)f消逝、變向或變成靜摩擦力,要注意這個(gè)時(shí)刻.⑵運(yùn)動(dòng)剖析：注意參照系的選擇,傳遞帶模型中選地面為參照系；注意判斷共速時(shí)刻并判斷今后物體與帶之間的f變化進(jìn)而判斷物體的受力狀況,確定物體是勻速運(yùn)動(dòng)、勻加快運(yùn)動(dòng)仍是勻減速運(yùn)動(dòng)；注意判斷帶的長(zhǎng)度,臨界以前能否滑出傳遞帶.⑶注意繪圖剖析：正確畫出受力剖析圖、運(yùn)動(dòng)草圖、v-t圖像.3.由正確受力剖析、清楚的運(yùn)動(dòng)形式判斷,再聯(lián)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解.重點(diǎn)二、剖析物體在傳遞帶上怎樣運(yùn)動(dòng)的方法1、剖析物體在傳遞帶上怎樣運(yùn)動(dòng)和其余狀況下剖析物體怎樣運(yùn)動(dòng)方法完整同樣,可是傳遞帶上的物體受力狀況和運(yùn)動(dòng)狀況也有它自己的特色.詳細(xì)方法是：(1)剖析物體的受力狀況在傳遞帶上的物體主假如剖析它能否遇到摩擦力、它遇到的摩擦力的大小和方向怎樣、是靜摩擦力仍是滑動(dòng)摩擦力.在受力剖析時(shí),正確的理解物體相關(guān)于傳遞帶的運(yùn)動(dòng)方向,也就是弄清楚站在傳遞帶上看物體向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)是至關(guān)重要的！因?yàn)槭欠翊嬖谖矬w與傳遞帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向決定著物體能否遇到摩擦力和摩擦力的方向.(2)明確物體運(yùn)動(dòng)的初速度剖析傳遞帶上物體的初速度時(shí),不只要剖析物體對(duì)地的初速度的大小和方向,同時(shí)要重視剖析物體相關(guān)于傳遞帶的初速度的大小和方向,這樣才能明確物體遇到摩擦力的方向和它對(duì)地的運(yùn)動(dòng)狀況.弄清速度方向和物體所受協(xié)力方向之間的關(guān)系物體對(duì)地的初速度和合外力的方向同樣時(shí),做加快運(yùn)動(dòng),相反時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)；同理,物體相關(guān)于傳遞帶的初速度與合外力方向同樣時(shí),相對(duì)做加快運(yùn)動(dòng),方向相反時(shí)做減速運(yùn)動(dòng).2、常有的幾種初始狀況和運(yùn)動(dòng)狀況剖析(1)物體對(duì)地初速度為零,傳遞帶勻速運(yùn)動(dòng),(也就是將物體由靜止放在運(yùn)動(dòng)的傳遞帶上)物體的受力狀況和運(yùn)動(dòng)狀況如圖1所示：此中V是傳遞帶的速度,V10是物體相關(guān)于傳遞帶的初速度,物體必然在滑動(dòng)摩擦力的作用下相關(guān)于地做初速度為零的勻加快直線運(yùn)動(dòng).其加快度由牛頓第二定律■=此...掰.,求得■二今在一段時(shí)間內(nèi)物體的速度小于傳遞帶的速度,物體那么相關(guān)于傳遞帶向后做減速運(yùn)動(dòng),假如傳遞帶的長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)的話,最后物體與傳遞帶相對(duì)靜止,以傳遞帶的速度V共同勻速運(yùn)動(dòng).〔2〕物體對(duì)地初速度不為零其大小是V20,且與V的方向同樣,傳遞帶以速度V勻速運(yùn)動(dòng),〔也就是物體沖到運(yùn)動(dòng)的傳遞帶上〕①假定％.的方向與V的方向同樣且V20小于V,那么物體的受力狀況如圖1所示完整同樣,物體相關(guān)于地做初速度是-的勻加快運(yùn)動(dòng),直至與傳遞帶抵達(dá)共同速度勻速運(yùn)動(dòng).②假定30的方向與V的方向同樣且V20大于V,那么物體相關(guān)于傳遞帶向前運(yùn)動(dòng),它遇到的摩擦力方向向后,如圖2所示,摩擦力f的方向與初速度V20方向相反,物體相關(guān)于地做初速度是V20的勻減速運(yùn)動(dòng),一直減速至與傳遞帶速度同樣,以后以V勻速運(yùn)動(dòng).〔3〕物體對(duì)地初速度V20,與V的方向相反

______-y圖2〔更大于V如圖3所示：物體先沿著,.的方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至對(duì)地的速度為零.而后物體反方向〔也就是沿著傳遞帶運(yùn)動(dòng)的方向〕做勻加快直線運(yùn)動(dòng).①假定V2.小于V,物體再次回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度變成-V20,全過(guò)程物體遇到的摩擦力大小和方向都沒(méi)有改變.②假定V20大于V,物體在未回到出發(fā)點(diǎn)以前與傳遞帶抵達(dá)共同速度V勻速運(yùn)動(dòng).小八產(chǎn)見(jiàn)『V?VJOVhzS圖二〔叫與V反向的情說(shuō)明：上述剖析都是以為傳遞帶足夠長(zhǎng),假定傳遞帶不是足夠長(zhǎng)的話,在圖2和圖3中物體完整可能以不一樣的速度從右邊走開(kāi)傳遞帶,應(yīng)該對(duì)題目的條件惹起重視.重點(diǎn)三、物體在傳遞帶上相關(guān)于傳遞帶運(yùn)動(dòng)距離的計(jì)算①弄清楚物體的運(yùn)動(dòng)狀況,計(jì)算出在一段時(shí)間內(nèi)的位移②計(jì)算同一段時(shí)間內(nèi)傳遞帶勻速運(yùn)動(dòng)的位移③兩個(gè)位移的矢量之一=X2-X1就是物體相關(guān)于傳遞帶的位移.【典型例題】種類一、時(shí)間類傳遞帶問(wèn)題例1、以下列圖,傳遞帶與地面成夾角.=37.,以10m/s的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),在傳遞帶上端輕輕地放一個(gè)質(zhì)量m=0.5kg的物體,它與傳遞帶間的動(dòng)摩擦因數(shù).=0.5,傳遞帶從A,B的長(zhǎng)度L=16m,那么物體從A到B需要的時(shí)間為多少？【思路點(diǎn)撥】物體放上傳遞帶此后,開(kāi)始一段時(shí)間,做勻加快直線運(yùn)動(dòng)；速度抵達(dá)所受摩擦力狀況10m/s,需進(jìn)一步判斷才能確定物體的運(yùn)動(dòng)形式.【答案】2s【分析】物體放上傳遞帶此后,開(kāi)始一段時(shí)間,其運(yùn)動(dòng)加快度--------------------------------mgsinmgcos10m/s2am.這樣的加快度只好保持到物體的速度抵達(dá)10m/s為止,其對(duì)應(yīng)的時(shí)間和位移分別為：v102〞ti一——s1s,si——5m<16ma102a此后物體遇到的摩擦力變成沿傳遞帶向上,其加快度大小為〔因?yàn)閙gsin..mgcos,〕.mgsinmgcos2a2-----------------------------------------------2m/s.m12.一2設(shè)物體達(dá)成節(jié)余的?移s2所用的時(shí)間為t2,那么s20t2—a2t22,11m=10t2t22解得：t211s,或.11s〔舍去〕所以：t總1s1s2s.【總結(jié)升華】該題目的重點(diǎn)就是要剖析好各階段物體所受摩擦力的大小和方向

,假定

0,75,第二階段物體將和傳遞帶相對(duì)靜止一同向下勻速運(yùn)動(dòng)；假定

L〈5m,物體將向來(lái)加快運(yùn)動(dòng)

.

所以,

在解答此類題目的過(guò)程中,

對(duì)這些可能出現(xiàn)兩種結(jié)果的特別過(guò)程都要進(jìn)行判斷

.貫通交融【變式

1】以下列圖

,

傳遞帶與地面成夾角

.

=37.,

以10m/s

的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

,在傳遞帶下端輕輕地放一個(gè)質(zhì)量

m=0.5kg

的物體,

它與傳遞帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)

.

=0.9,

傳遞帶從

ZB

的長(zhǎng)度

L=50m,

那么物體從A

至

ij

B

需要的時(shí)間為多少？【答案】9.16s【分析】物體放上傳遞帶此后,開(kāi)始一段時(shí)間,其運(yùn)動(dòng)加快度mgcosmgsin2——a--------------1--------1.2m/s.m這樣的加快度只好保持到物體的速度抵達(dá)

10m/s

為止,

其對(duì)應(yīng)的時(shí)間和位移分別為：2t1

—

也s8.33s,a1.2

s1

一

41.67m2a

<50m此后物體遇到的摩擦力變成沿傳遞帶向上

,其加快度大小為零〔因

mgsin0<mgcos

.

〕.設(shè)物體達(dá)成節(jié)余的位移

s2所用的時(shí)間為

t2

,那么

s2

0t2,50m-41.67m=

10t2所以：t總=8.33s+0.833s=9.16so解得：t2=0.833s,【總結(jié)】該題目的重點(diǎn)就是要剖析好各階段物體所受摩擦力的大小和方向,并對(duì)物體加快到與傳遞帶有同樣速度時(shí),能否已經(jīng)抵達(dá)傳遞帶頂端進(jìn)行判斷

.【高清課程：波及傳遞帶問(wèn)題例析

例3】【變式

2】如圖,

一水平傳遞帶長(zhǎng)度為

20m,

以

2m/s

的速度做勻速運(yùn)動(dòng)

,某物體與傳遞帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為

0.1,那么從把該物體由靜止放到傳遞帶的一端開(kāi)始

,至抵達(dá)另一端所需時(shí)間

為多少?gB10m/s

2.【變式

3】(2021

合肥市期末考

)

以下列圖,

方形木箱質(zhì)量為

M,其內(nèi)用兩輕繩將一質(zhì)量

m1.0kg

的小球懸掛于

P、Q

兩點(diǎn),

兩細(xì)繩與水平的車頂面的夾角分別為

60°和

30°.水平傳遞帶

AB

長(zhǎng)l24m,以v12m/s

的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

,木箱與傳遞帶間動(dòng)摩擦因數(shù)

(1

0.6,

(g=10m/s

2)求：(1)設(shè)木箱為質(zhì)點(diǎn),且木箱由靜止放到傳遞帶上,那么經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間木箱能夠從A運(yùn)動(dòng)到傳遞帶的另一端B處；木箱放到傳遞帶上A點(diǎn)后,在木箱加快的過(guò)程中,繩P和繩Q的張力大小分別為多少？【分析】(1)木箱由靜止放到傳遞帶上,開(kāi)始過(guò)程,依據(jù)牛頓第二定律得對(duì)木箱：MgMa,ag0.610m/s26m/s221—12m木箱加快位移：x2a木箱加快時(shí)間：t1-2saXI12m<l24m所以還要在傳遞帶上勻速后一段距離木箱勻速時(shí)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：l-x1vt2,解得：t21s所以木箱從A運(yùn)動(dòng)到傳遞帶另一端B處經(jīng)歷時(shí)間tt1t23s(2)當(dāng)繩P挺直但為拉力時(shí)mgtan30msb0木箱加快階段a6m/s2>a0g所以小球已經(jīng)飄起,P已經(jīng)廢弛故Tp.；此時(shí)有JTQ2mg2ma解得：TQ2?可N種類二、印跡類傳遞帶問(wèn)題【高清課程：波及傳遞帶問(wèn)題例析

例5】例2.在民航和火車站能夠看到用于對(duì)行李進(jìn)行安全檢查的水平傳遞帶

,

當(dāng)游客把行李輕放到傳遞帶上后

,傳遞帶將會(huì)帶動(dòng)行李運(yùn)動(dòng)

.

傳遞帶勻速行進(jìn)的速度為

0.25m/s,

質(zhì)量為

5kg

的木箱在傳遞帶上相對(duì)滑動(dòng)時(shí)所受的摩擦力為

30N,那么,

這個(gè)木箱放在傳遞帶上后

,傳遞帶大將留下的摩擦印跡長(zhǎng)約為〔

〕A.10mmD.20mm【思路點(diǎn)撥】木箱放上傳遞帶此后傳遞帶靜止.【答案】C

,開(kāi)始一段時(shí)間

,做勻加快直線運(yùn)動(dòng)；速度抵達(dá)

0.25m/s

后,

木箱相對(duì)【分析】解法一：行李加快到0.25m/s所用的時(shí)間：t=v0=0至s=0.042sa6121____2行李的位移：X行李=-at2=—6〔0.042〕2m0.0053m22傳遞帶的位移：x傳遞帶=V〕t=0.250.042m=0.0105m摩擦印跡的長(zhǎng)度：xx傳遞帶x行李0.0052m5mm_VO〔求行李的位移時(shí)還能夠用行李的均勻速度乘以時(shí)間,行李做初速為零的勻加快直線運(yùn)動(dòng),V一.〕2解法二：以勻速行進(jìn)的傳遞帶作為參照系

.設(shè)傳遞帶水平向右運(yùn)動(dòng)

.木箱剛放在傳遞帶上時(shí)

,相關(guān)于傳遞帶的速度

v=0.25m/s,

方向水平向左

.

木箱遇到水平向右的摩擦力

F

的作用,

做減速運(yùn)動(dòng)

,速度減為零時(shí)

,與傳遞帶保持相對(duì)靜止.2木箱做減速運(yùn)動(dòng)的加快度的大小為

a=6m/s2

2木箱做減速運(yùn)動(dòng)到速度為零所經(jīng)過(guò)的行程為

x?——-m0.0052m5mm2a26即留下

5mm

?的摩擦印跡

.【總結(jié)升華】剖析清楚行李和傳遞帶的運(yùn)動(dòng)狀況

,相對(duì)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)速度位移關(guān)系是解決該類問(wèn)題的重點(diǎn)

.貫通交融【變式

1】一水平的淡色長(zhǎng)傳遞帶上擱置一煤塊

〔可視為質(zhì)點(diǎn)〕

,煤塊與傳遞帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

.

初始時(shí),

傳遞帶與煤塊都是靜止的

.

現(xiàn)讓傳遞帶以恒定的加快度

a.開(kāi)始運(yùn)動(dòng)

,

當(dāng)其速度抵達(dá)

V.后,

便以此速度做勻速運(yùn)動(dòng).經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,煤塊在傳遞帶上留下了一段黑色印跡后,煤塊相關(guān)于傳遞帶不再滑動(dòng).求此黑色印跡的長(zhǎng)度.1(■g)2a0g【分析】方法一：依據(jù)“傳遞帶上有黑色印跡〞可知,煤塊與傳遞帶之間發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng),煤塊的加快度a小于傳遞帶的加速度a°.依據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律,可得ag設(shè)經(jīng)歷時(shí)間t,傳遞帶由靜止開(kāi)始加快到速度等于V煤塊那么由靜止加快到v,有0,v0a0tvat因?yàn)閍<a°,故v<vo,煤塊持續(xù)遇到滑動(dòng)摩擦力的作用.再經(jīng)過(guò)時(shí)間t',煤塊的速度由v增添到vo,有vovat'今后,煤塊與傳遞帶運(yùn)動(dòng)速度同樣,相關(guān)于傳遞帶不再滑動(dòng),不再產(chǎn)生新的印跡.設(shè)在煤塊的速度從0增添到vo的整個(gè)過(guò)程中,傳遞帶和煤塊挪動(dòng)的距離分別為S和S,有01.2v2S0一a°tv°ts—22a傳遞帶上留下的黑色印跡的長(zhǎng)度ls0sv；(a.g)由以上各式得2ag°【小結(jié)】本方法的思路是整體剖析兩物體的運(yùn)動(dòng)狀況,分別對(duì)兩個(gè)物體的全過(guò)程求位移.方法二：第一階段：傳遞帶由靜止開(kāi)始加快到速度v°,設(shè)經(jīng)歷時(shí)間為t,煤塊加快到v,有vt①vatgt②0a0傳遞帶和煤塊的位移分別為si和S2,s1—a0t2③s2—at2—gt2④222第二階段：煤塊持續(xù)加快到v.,設(shè)經(jīng)歷時(shí)間為t,有v0vgt⑤傳遞帶和煤塊的位移分別為s3和s4,有7v0t⑥s4Vt?gt2⑦傳遞帶上留下的黑色印跡的長(zhǎng)度lsis3s2s42由以上各式得lv0-(a0——S2%g【小結(jié)】本方法的思路是分兩段剖析兩物體的運(yùn)動(dòng)狀況,分別對(duì)兩個(gè)物體的兩個(gè)階段求位移,最后再找相對(duì)位移關(guān)系.方法三：傳遞帶加快到v°,有v0a0t①傳遞帶相對(duì)煤塊的速度v(a0g)t②傳遞帶加快過(guò)程中,傳遞帶相對(duì)煤塊的位移【相對(duì)初速度為零,相對(duì)加快度是a0g】I1,li-a°gt2a0gt,相對(duì)加快度是g]傳遞帶勻速過(guò)程中,傳遞帶相對(duì)煤塊的位移【相對(duì)初速度為l2

2.2a°gt2a°2.2整個(gè)過(guò)程中傳遞帶相對(duì)煤塊的位移即印跡長(zhǎng)度1aOgt慮1v2(a°g)由以上各式得2a°g【小結(jié)】本方法的思路是用相對(duì)速度和相對(duì)加快度求解.重點(diǎn)是先選定好過(guò)程,而后對(duì)過(guò)程進(jìn)行剖析,找準(zhǔn)相對(duì)初末速度、相對(duì)加快度.方法四：用圖象法求解畫出傳遞帶和煤塊的V—t圖象,以下列圖.此中t1—,t2a°黑色印跡的長(zhǎng)度即為暗影局部三角形的面積,有:1tl)1/V°v°v2(a°g)-v°2-°)°(tv(2ag22ga°,【小結(jié)】本方法的思路是運(yùn)用在速度一時(shí)間圖象中圖線與其所對(duì)應(yīng)的時(shí)間軸所包圍圖形的面積能夠用來(lái)表示該段時(shí)間內(nèi)的位移這個(gè)知識(shí)點(diǎn),來(lái)進(jìn)行求解,本方法不是根本方法,不易想到,但假定能將它理解透,做到交融貫串,在解決相應(yīng)問(wèn)題時(shí),就能夠多一種方法.【總結(jié)升華】本題題目中明確寫道：“經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,煤塊在傳遞帶上留下一段黑色印跡后,煤塊相關(guān)于傳遞帶不再滑動(dòng).〞這就說(shuō)明第一階段傳遞帶的加快度a°大于煤塊的加快度g.當(dāng)傳遞帶速度抵達(dá)v0時(shí),煤塊速度vv°,此過(guò)程中傳遞帶的位移大于煤塊的位移.接下來(lái)煤塊還要持續(xù)加快到v°,傳遞帶那么以v°做勻速運(yùn)動(dòng).兩階段的物體位移之差即為印跡長(zhǎng)度.辦理物體和傳遞帶的運(yùn)動(dòng)學(xué)識(shí)題時(shí),既要考慮每個(gè)物體的受力狀況及運(yùn)動(dòng)狀況,又要考慮到它們之間的聯(lián)系與差別,只有這樣,才能從整體上掌握題意,選擇規(guī)律時(shí)才能駕輕就熟.【變式2】一小圓盤靜止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一邊與桌的AB邊重合,如圖所示,盤與桌布間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.1,盤與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.2.現(xiàn)突然以恒定加快度a將桌布抽離桌面,加快度方向是水平的且垂直于AB邊.假定圓盤最后未從桌面掉下,那么加快度a知足的條件是什2【分析】1.由牛頓第二定律：1mgma|由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí):

vi22alx12.桌布從突然以恒定加快度a開(kāi)始抽動(dòng)至圓盤剛走開(kāi)桌布這段時(shí)間內(nèi)做勻加快運(yùn)動(dòng)的過(guò)程.設(shè)桌布從盤下抽出所經(jīng)歷時(shí)間為t,在這段時(shí)間內(nèi)桌布挪動(dòng)的距離為x.?一.1212由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)：x1at2③x11alt2④22-1.Q而x-Lx1⑤23.圓盤走開(kāi)桌布后在桌面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程.設(shè)桌面長(zhǎng)為L(zhǎng),開(kāi)始時(shí),桌布、圓盤在桌面上的地點(diǎn)如圖甲所示；圓盤位于桌面的中央,桌布的最左側(cè)位于桌面的左側(cè)處.因?yàn)樽啦家獜膱A盤下抽出,桌布與圓盤之間必有相對(duì)滑動(dòng),圓盤在摩擦力作用下有加快度,其加快度a應(yīng)小于桌布的加快度a,但二者的方向是同樣的.當(dāng)桌布與圓盤剛分離時(shí),圓盤與桌布的地點(diǎn)如圖乙所示.1圓盤向右加快運(yùn)動(dòng)的距曷為x1,桌布向右加快運(yùn)動(dòng)的距曷為一L+x1.圓盤曷開(kāi)桌布后,在