高中物理传送带问题(强烈推荐)ppt课件.ppt

传送带题型分类解析 1 传送带问题是以生活中物理现象为依据 所涉及的物理知识包括运动和力 功和能 圆周运动以及动量等 能比较全面考查我们的知识 培养我们的思维和能力 具有一定的典型性 当然也是考试命题的热点之一 2 1 一般步骤 以滑块为研究对象 逐段进行双分析 确定符合的规律 列方程求解 特别注意滑块与带子的速度关系对摩擦力的影响 2 常用方法 动力学方法图像法功能关系法动量的观点 3 一般分类 1 水平传送带匀速运动 3 斜面形传送带 4 组合传送带 2 水平传送带变速运动 4 五 分类解析 三 斜面形传送带1 传送带匀速向上运动 1 物体由顶端释放 2 物体由底端释放2 传送带匀速向下运动 1 物体由顶端释放 2 物体由底端释放 5 一 命题趋向与考点 传送带问题是以真实物理现象为依据的问题 它既能训练学生的科学思维 又能联系科学 生产和生活实际 因而 这种类型问题具有生命力 当然也就是高考命题专家所关注的问题 二 知识概要与方法 传送带类分水平 倾斜两种 按转向分顺时针 逆时针转两种 1 受力和运动分析 受力分析中的摩擦力突变 大小 方向 发生在V物与V带相同的时刻 运动分析中的速度变化 相对运动方向和对地速度变化 分析关键是 一是V物 V带的大小与方向 二是mgsin 与f的大小与方向 6 7 例1 如图所示 水平传送带两端相距s 8m 工件与传送带间的动摩擦因数 0 6 工件滑上A端时速度vA 10m s 设工件到达B端时的速度为vB g 10m s2 1 若传送带静止不动 求vB 2 若传送带逆时针转动 工件还能到达B端吗 若不能 说明理由 若能 求vB通过哪些措施可以使得物体不能到达B端 3 若传送带以v 13m s顺时针匀速转动 求vB及工件由A到B所用的时间 8 解答 1 a g 6m s2VA2 VB2 2asVB 2m s 2 能物体仍然始终减速VB 2m s 增大物体质量和增大皮带逆时针转动的速度 能阻止吗 3 物体先加速后匀速t1 v vA a 0 5sS1 vAt1 at2 2 5 75mS2 S S1 2 25mt2 S2 v 0 17st t1 t2 0 67s 阻止方法 减小工件初速度 增加皮带长度 增大动摩擦因素 物体不能到达B端 将如何运动 9 4 在传送带顺时针匀速转动的情况下 传送带运动方向和物体运动方向一致 讨论物体到达B端的速度和传送带速度的关系 c 10m s V带 14m s物体先加速后匀速VB V带d V带 14m s物体始终加速VB 14m s a V带 2m s物体始终减速VB 2m s b 2m s V带 10m s物体先减速后匀速VB V带 c 10m s V带物体加速VB V带 10 5 若物体从B处飞出后做平抛运动 定性画出B的水平位移s 和传送带的速度V带关系 11 1 v物v带物体所受摩擦力向后为阻力 物体做匀减速直线运动 当物体速度等于皮带速度时不受摩擦力而改做匀速运动 一 物体与传送带同向运动 二 物体与传送带反向运动 物体所受摩擦力向后 物体向前做匀减速直线运动 然后做反向的匀加速直线运动 关键是分析 摩擦力的方向 看物体和皮带的相对运动 12 例6 如图所示 一水平方向足够长的传送带以恒定的速度V1沿顺时针方向运动 传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面 物体以恒定的速率V2沿直线向左滑上传送带后 经过一段时间又返回光滑水平面上 这时速率为V2 则下列说法正确的是 A 若V1V2 则V2 V2C 不管V2多大 总有V2 V2D 只有V1 V2时 才有V2 V1 13 例3 物块从光滑曲面上的P点自由滑下 通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上Q点 若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来 使传送带随之运动 如图7所示 再把物块放到P点自由滑下 则 A 物块将仍落在Q点B 物块将会落在Q点的左边C 物块将会落在Q点的右边D 物块有可能落不到地面上 A 14 例4 如图示 物体从Q点开始自由下滑 通过粗糙的静止水平传送带后 落在地面P点 若传送带按顺时针方向转动 物体仍从Q点开始自由下滑 则物体通过传送带后 A 一定仍落在P点B 可能落在P点左方C 一定落在P点右方D 可能落在P点也可能落在P点右方 解 物体滑下的初速度为v0 传送带静止时 物体滑到右端速度为v1 传送带转动时 物体滑到右端速度为v2 传送带长L 由功能关系fL 1 2m v02 v12 传送带转动时 可能一直减速 也可能先加 减 速后匀速运动 相对滑动的距离为s fs 1 2m v02 v22 s L v2 v1 D 15 例5 如图示 传送带与水平面夹角为370 并以v 10m s运行 在传送带的A端轻轻放一个小物体 物体与传送带之间的动摩擦因数 0 5 AB长16米 求 以下两种情况下物体从A到B所用的时间 1 传送带顺时针方向转动 2 传送带逆时针方向转动 解 1 传送带顺时针方向转动时受力如图示 mgsin mgcos ma a gsin gcos 2m s2 S 1 2at2 16 2 传送带逆时针方向转动物体受力如图 开始摩擦力方向向下 向下匀加速运动 a gsin370 gcos370 10m s2 t1 v a 1sS1 1 2 at2 5mS2 11m 1秒后 速度达到10m s 摩擦力方向变为向上 a2 gsin370 gcos370 2m s2 物体以初速度v 10m s向下作匀加速运动 S2 vt2 1 2 a2t22 11 10t2 1 2 2 t22 t2 1s t t1 t2 2s 17 例6 如图所示 传送带不动时 物体由皮带顶端A从静止开始下滑到皮带底端B用的时间为t 则 A 当皮带向上运动时 物块由A滑到B的时间一定大于tB 当皮带向上运动时 物块由A滑到B的时间一定等于tC 当皮带向下运动时 物块由A滑到B的时间可能等于tD 当皮带向下运动时 物块由A滑到B的时间可能小于t 当 0时 C对 B C D 18 答案 3s 19 20 1 2011 西城一模如图所示 倾角为 的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时 小物体A与传送带相对静止 重力加速度为g 下列说法正确的是 A 只有a gsin A才受沿传送带向上的静摩擦力作用B 只有a gsin A才受沿传送带向上的静摩擦力作用C 只有a gsin A才受沿传送带向上的静摩擦力作用D 无论a为多大 A都受沿传送带向上的静摩擦力作用 B 21 第13讲 备用习题 解析 物体A与传送带相对静止 倾角为 的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时 A有沿斜面向下的加速度a 对A受力分析可知 只有a gsin A才受沿传送带向上的静摩擦力作用 B正确 备选理由 考查传送带问题 22 水平传送带的装置如图1所示 O1为主动轮 O2为从动轮 当主动轮顺时针匀速转动时 物体被轻轻地放在A端皮带上 开始时物体在皮带上滑动 当它到达位置C后滑动停止 之后就随皮带一起匀速运动 直至传送到目的地B端 在传送的过程中 若皮带和轮不打滑 则物体受到的摩擦力和皮带上P Q两处 在连线上 所受摩擦力情况正确的是 在AC段物体受水平向左的滑动摩擦力 P处受向上的滑动摩擦力 在AC段物体受水平向右的滑动摩擦力 P处受向下的滑动摩擦力 在CB段物体不受静摩擦力 Q处受向上的静摩擦力 在CB段物体受水平向右的静摩擦力 P Q两处始终受向下的静摩擦力A B C D C 23 24 皮带传送机的皮带与水平方向的夹角为 如图2所示 将质量为m的小物块放在皮带传送机上 随皮带一起向下以加速度a做匀加速直线运动 则下列说法中正确的是 小物块所受到的支持力的方向一定垂直于皮带指向物块 小物块所受到的静摩擦力的方向一定沿皮带斜向下 小物块所受到的静摩擦力的大小可能等于 小物块所受到的重力和摩擦力的合力的方向一定沿斜面方向A B C D B 25 二 知识概要与方法 2 传送带问题中的功能分析 功能关系 WF EK EP Q 对WF Q的正确理解 a 传送带做的功 WF F S带功率P F V带 F由传送带受力平衡求得 b 产生的内能 Q f S相对 c 如物体无初速 放在水平传送带上 则在整个加速过程中物体获得的动能EK 因为摩擦而产生的热量Q有如下关系 EK Q 26 二 功和能量 例3 如图所示 水平长传送带始终以v匀速运动 现将一质量为m的物体轻放于A端 最终物体与传送带一起以v运动 物体速度由0增至v的过程中 摩擦力对物块做的功为 由于放了物块 带动传送带的电动机多消耗的电能为 电能转化为 27 小结 零 摩擦力与物体间相对位移的乘积 机械 内 28 例1 一传送皮带与水平面夹角为30 以2m s的恒定速度顺时针运行 现将一质量为10kg的工件轻放于底端 经一段时间送到高2m的平台上 工件与皮带间的动摩擦因数为 取g 10m s2求带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能 29 解 设工件向上运动距离S时 速度达到传送带的速度v 由动能定理可知 mgScos30 mgSsin30 0 1 2mv2 解得S 0 8m 说明工件未到达平台时 速度已达到v 所以工件动能的增量为 EK 1 2mv2 20J 工件重力势能增量为 EP mgh 200J 在工件加速运动过程中 工件的平均速度为v 2 因此工件的位移是皮带运动距离S 的1 2 即S 2S 1 6m 由于滑动摩擦力作功而增加的内能 E为 E f S mgcos30 S S 60J 电动机多消耗的电能为 EK EP E 280J 30 又解 物体开始受到向上的摩擦力作用 做匀加速运动 滑动摩擦力f1 mgcos 75N a gcos gsin g 4 2 5m s2 经过时间t1 v a 0 8s速度达到2m s 上升s1 v2 2a 0 8m 然后在静摩擦力作用下做匀速运动 上升s2 3 2m 静摩擦力f2 mgsin 50N t2 s2 v 1 6s 为保持皮带匀速运动 机器在t1时间内应增加动力75N 在t2时间内应增加动力50N 带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能为 W f1vt1 f2vt2 75 1 6 50 3 2 120 160 280J 31 例4 如图所示 倾角为300的皮带运输机的皮带始终绷紧 且以恒定速度v0 2m s顺时针转动 将质量m 10kg的物体无初速地轻轻放在传送带的底端 经过一段时间后 物体被送到h 2m的高处 若物体与皮带间的动摩擦因数 3 2 不计其他损耗 g 10m s2 求 1 物体从底端到顶端 皮带对物体所做的功是多少 2 在这段时间内电动机消耗的电能是多少 32 例4解 1 第一阶段 物块匀加速运动a gcos gsin 2 5m s2t1 V0 a 0 8sS1 at2 2 0 8mf mgcos 75NW1 fs1 60J 2 W克1 f 2S1 120JW克2 f静 S2 160JW W克1 W克2 280J或 Q内 fd相对 60JE W Q内 280J 第二阶段 物块匀速运动f静 mgsin 50NW2 f静s2 160JW W1 W2 220J 33 例5 一传送带装置示意图如图所示 其中传送带经过AB区域时是水平的 经过BC区域时变为圆弧形 圆弧由光滑模板形成 未画出 经过CD区域时是倾斜的 AB和CD都与BC相切 现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上 放置时初速为零 经传送带运送到D处 点D和点A的高度差为h 稳定工作时传送带速度不变 CD段上各箱等距排列 相邻两箱的距离为L 每个箱在A处投放后 在到达B之前已经相对于传送带静止 且以后也不再滑动 忽略经BC段的微小滑动 已知在一段相当长的时间T内 共运送小货箱的数目为N 此装置由电动机带动 传送带与轮子间无相对滑动 不计轮轴处的摩擦 34 问 1 AB段上各个小货箱等间距排列吗 放置两个相邻的小货箱的时间间隔是多少 皮带的运行速度多大 答 不等间距 开始阶段匀加速后匀速 t