传送带中的能量问题

1、传送带中的能量问题创作：欧阳计时间：2021.02. 11知识梳理 摩擦力做功与机械能、内能之间转化的关系类别 比较静摩擦力滑动摩擦力同 不点能的转 化方面在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从 一个物体转移到另一个物体(挣摩擦力起着 传递机械能的作用)而没有机械能转化为其 他形式的能量(1) 相互摩擦的物体通过摩撩力做功，将部 体转移到另一个物体(2) 部分机械能转化为内能，此部分能就 失量_对摩擦 力的总功 方面一对静摩擦力所做功的代数总和等于零一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做 力与两个物体相对路径长度的乘积，即 旳 示物体克服摩擦力做功，系统损失机械能转正功、负功、 不做功方面两种摩

2、擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功方法指导：一对相互作用的滑动摩撩力做功所产生的 热S Q=Ff/相对，其中/相对是物体间相对路径长度.如 果两物体同向运动，/相对为两物体对地位移大小之差；如 果两物体反向运动，/相对为两物体对地位移大小之和；如 果一个物体相对另一物休做往复运动，则/相对为两物体 相对滑行路径的总长度例1.电机带动水平传送带以速度a匀速运动，一质量为m 的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间 的动摩擦因数为，如图所示，当小木块与传送带相对静 止时，求：(1) 小木块的位移； ()(2) 传送带转过的路程；(3) 小木块获得的功能；(4) 摩擦过程产生的内能;

3、电机带动传送带匀速转 动输出的总能量.例2、如图54一4所示，肋为 半径店0.8 m的1/4光滑轨道，下端B恰与小车右端平滑对接.小车质量#=3 kg,车长£=2.06 m,车上表面距地面的高度力=0.2 m.现有一质量加=1 kg的小滑块，由轨道顶端无初速释放，滑到端后冲上小车.已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动 摩擦因数=0.3,当车运动了 1.5 s时，车被地面装置锁定.=10 m/s2)试求:滑块到达端时，轨道对它支持力的大小;(2) 车被锁定时，车右端距轨道0端的距离;(3) 从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小；例3.工厂流水线上采用弹射装

4、置把物品转运，现简化其模 型分析：如图5-4-24所示，质量为加的滑块，放在光滑 的水平平台上，平台右端B与水平传送带相接，传送带的 运行速度为长为Z ；现将滑块向左压缩固定在平台上 的轻弹簧，到达某处时由静止释放，若滑块离开弹簧时的 速度小于传送带的速度，当滑块滑到传送带右端时，恰 好与传送带速度相同，滑块与传送带间的动摩擦因数为. 求：（1）释放滑块时，弹簧具有的弹性势能；滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量.综合题例4、某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛，比赛路径 如图5-4-8所示，赛车从起点A出发，沿水平直线轨道 运动上后，由点进入半径为R的光滑竖直圆轨道，离开 竖直圆轨道后继

5、续在光滑平直轨道上运动到C点，并能越 过壕沟.已知赛车质量g01 kg,通电后以额定功率P= 1.5 WT作，进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为0.3 N,随后在运动中受到的阻力均可不计.图中£=10.00 m, R=0.32 mr h =1.25 mr 5=1.50 m.问：要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？（取=10 m/s2）达标检测1、如图16甲所示，水平传送带的长度L=6 m,皮带 轮以速度f顺时针匀速转动，现在一质量为1 kg的小物块（可视为质点）以水 平速度K）从力点滑上传送带，越过B点后做平抛运动，其水平位移为”，保持物块的 初速度K）不变，多次改变皮带轮的速度$

6、依次测量水平位移X,得到如图16乙所示 的X 1/图象.(1) 当0怎1 m/s时，物块在力、3之间做什么运 动？当庖7 m/s时，物块在久B之间做什么运动？(2) 物块的初速度仏多大？2、如图所示的水平传送带静止时，一个小物块A以某一水 平初速度从传送带左端冲上传送带，然后从传送带右端以 一个较小的速度V滑出传送带；若传送带在皮带轮带动下 运动时，A物块仍以相同的水平速度冲上传送带，且传送带 的速度小于A的初速度，贝U ()a、若皮带轮逆时针转动，A物块仍以速度V离开传送带B、若皮带轮逆时针方向转动，A物块不可能到达传送带的 右端C、若皮带轮顺时针方向转动，A物块离开传送带的速度仍 然可能为

7、VD、若皮带轮顺时针方向转动，A物块离开传送带右端的速 度一定大于V答案：例1对小木块，相对滑动时，由ma=/mg得加 速度a=“g、由心召十得，达相对静止所用时间t= 士，(1) 小木块的位移吊=訂=為(2) 传送带始终匀速运动，路程X1=vt=(3) 对小木块获得的动能6=茹/这一问也可用动能定理解：“mgx、=&故6=切2(4) 产生的内能 g mg(X2x) =3加.注意，这儿凑巧了匸瓦但不是所有的问题都这样.(5) 由能的转化与守恒定律得，电机输出的总能量转化 为小木块的动能与内能，所以F总=£+4伤听.(1)由机械能守恒定律和牛顿第二例2【标准解答】 定律得mgR

8、=yn,FnBmg=m则：斤8=30 N.设勿滑上小车后经过时间右与小车同速，共同速度 大小为V、对滑块有 :jumg=mayi岔衣对于小车：他，K=ti可得 ti = 1 s<1.5 s故滑块与小车同速后，小车继续向左匀速行驶了 0.5 s,则小车右端距端的距离为/车=；止+/(1.5 sii) =1 m.%+ V V(3) 0= jumgI 相对=殆(一十1一，右)=6 J.车被锁定后,滑块能否从车的左端滑出？若能滑出,试求 出滑块落地点离车左端的水平距离.车被锁定时，刃相对车面已滑行了 切+ V V/相对=2 ti山=2 m故此时滑块离车的左端的距离为/=£/相对=0.0

9、6 叫 假设滑块能从车的左端滑出，速度大小为/ , 贝|由苏听=茹/ ?+殆/可得：/ =0.8 m/s>0,可见假设成立. 又力=芬尹2, r =/ r . 可得：r =0.16 m 例3【解析】（1）设滑块冲上传送带时的速度为 在弹簧弹开过程中，由机械能守恒6=訥 滑块在传送带上做匀加速运动 由动能定理翊=茹诒一茹/ 解得：血=务;谥一 飓L（2）设滑块在传送带上做匀加速运动的时间为t,则t 时间内传送带的位移S= kbfK）= v+at “mg=ma 滑块相对传送带滑动的位移hs=s-L 相对滑动生成的热量匸“mgh s解得：疔砒）（ pg2“gB_“ingL例4【解析】设赛车越过壕沟需要的最小速度为旳，由平抛运动的规律S=Vt设赛车恰好越过圆轨道，对应圆轨道最高点的速度为 吻 最低点的速度为旳，由牛顿运动定律及机械能守恒定律解得岭=尿=4 m/s通过分析比较，赛车要完成比赛，在进入圆轨道前的速度最小应该是妳帀=4 m/s设电动机工作时间至少为tt根据功能原理由此可得t=2. 53 s.达标检测k解析：由于m/s时传送带速度增加而 物体的平抛初速度不变，所以物体在4 3之间做匀减速直线运动.由于庖7 m/s时传送带速度增加而物体的平抛初速度 不变，所以物体在4 F之间做 匀加速直线运动.(2)由图象可知在传送带速度1/带=1 m/s