高中物理专题复习：传送带题型分类解析

传送带题型分类解析 高中物理专题复习 河北玉田一中李树余 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 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 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 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 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 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 例2 如图所示 传送带与地面倾角 370 从 到 长度为16m 传送带以 10m s的速率逆时针转动 在传送带上端 无初速地放一个物体 它与传送带之间的动摩擦因数为 0 5 求物体从 运动到 所需时间是多少 sin370 0 6 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 小结 零 摩擦力与物体间相对位移的乘积 机械 内 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 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 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 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 T NV0 N L T 解析 以地面为参考系 设传送带的速度为v0 水平段 小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动 设这段路程为s 所用时间为t 加速度为a S at2v0 at 在这段时间内 传送带运动的路程为 S0 v0t 2S 则传送带对小箱做功为W fS mv02 传送带克服摩擦力做功W0 fS0 2 mv02 2 电动机的平均输出功率P 两者之差就是摩擦力做功产生的热量Q mv02或Q f S f S0 S T时间内 电动机输出的功为 W PT 此功用于增加小箱的动能 势能以及发热的内能 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