传送带问题精品课件

1、传送带问题第1页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日例1 例2 03年春季高考江苏理综试题第35题例3 例4 例5 例6 例7 04年苏州模考题例8 例8 03全国理综34第2页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日例1、水平传送带长4.5m,以3m/s的速度作匀速运动。质量m=1kg的物体与传送带间的动摩擦因数为0.15,则该物体从静止放到传送带的一端开始,到达另一端所需时间为多少?这一过程中由于摩擦产生的热量为多少?这一过程中带动传送带转动的机器做多少功? (g取10m/s2)。解：物体在摩擦力作用下先匀加速运动, 后做匀速运动,a =g=1.5m/s2t

2、1= v / a=2sS1= 1/2 at12= 3 m t2=(L-S1)/v=0.5 st = t1 +t2=2.5 s木块与传送带的相对位移 S =vt1- S1=3m Q= mg S =4.5J 机器做功W= 1/2 mv2 +Q=9J 或W= mg S皮带= mg vt1=9J第3页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日BAPvhL例2、如图示,质量m=1kg的物体从高为h=0.2m的光滑轨道上P点由静止开始下滑,滑到水平传送带上的A点,物体和皮带之间的动摩擦因数为=0.2,传送带AB之间的距离为L=5m,传送带一直以v=4m/s的速度匀速运动, 求:(1)物体从A运

3、动到B的时间是多少？(2)物体从A运动到B的过程中,摩擦力对物体做了多少功?(3)物体从A运动到B的过程中,产生多少热量?(4)物体从A运动到B的过程中,带动传送带转动的电动机多做了多少功?第4页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日解：(1)物体下滑到A点的速度为v0 ,由机械能守恒定律1/2 mv02 =mgh v0 =2m/s 物体在摩擦力作用下先匀加速运动, 后做匀速运动,t1= (v-v0) / g=1sS1= (v2-v02 ) / 2g=3m t2=(L-S1)/v=0.5st = t1 +t2=1.5s(2)Wf=mg S1= 0.210 3=6 J 或 Wf=

4、 1/2 mv2 - 1/2 mv02 = 1/2 (16-4)= 6 J (3)在t1时间内,皮带做匀速运动 S皮带=v t1 =4mQ= mg S = mg(S皮带- S1)=2J (4)由能量守恒, W=Q+Wf=8J或W=mg S皮带=8J第5页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日 水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行安全检查。如图为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB始终保持v=1m/s的恒定速率运行，一质量为m=4kg的行李无初速地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。

5、设行李与传送带间的动摩擦因数=0.1,AB间的距离L=2.0m，g取10m/s2。(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小。(2)求行李做匀加速直线运动的时间及运动的总时间。(3)如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处。求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。03年春季高考江苏省理科综合试题第35题第6页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日解：（1）滑动摩擦力f=mg =4N由牛顿第二定律， f=ma代入数值，得 a=1m/s2（2）设行李做匀加速运动的时间为t1，行李加速运动的末速度为v=1m/s。则 t1=v/a=1s匀速

6、运动的时间为t2t2=(L - 1/2 at12)v=1.5s运动的总时间为 T=t1+t2=2.5s （3）行李从A处匀加速运动到B处时，传送时间最短。则L=1/2 atmin2代入数值，得tmin=2s传送带对应的最小运行速率vmin=atmin代入数值，得vmin=2m/s第7页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日 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

7、在Q点的右边 D. 物块有可能落不到地面上 PQA第8页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日 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 f L=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

8、对滑动的距离为sf s=1/2m(v02-v22)sLv2v1DQP第9页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日例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AB解： （1）传送带顺时针方向转动时受力如图示：vNfmgmg sinmg cos= m aa = gsingcos= 2m/s2S=1/2a t2第10页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日ABv（2）

9、传送带逆时针方向转动物体受力如图： Nfmg开始摩擦力方向向下,向下匀加速运动 a=g sin370 + g cos370 = 10m/s2t1=v/a=1s S1=1/2 at2 =5m S2=11m 1秒后，速度达到10m/s，摩擦力方向变为向上 Nfmga2=g sin370 -g cos370 = 2 m/s2 物体以初速度v=10m/s向下作匀加速运动 S2= vt2+1/2a2 t22 11=10 t2+1/22t22t2=1st=t1+t2=2s 第11页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日例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

10、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t B. 当皮带向上运动时，物块由A 滑到B 的时间一定等于t C. 当皮带向下运动时，物块由A 滑到B 的时间可能等于t D. 当皮带向下运动时，物块由A 滑到B 的时间可能小于tABABvNfmgABvNfmgNfmg当=0时， C对B、C、D第12页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日30v例7. 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

11、电动机由于传送工件多消耗的电能。第13页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日解: 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mgS cos30 mgS sin30= 0 1/2 mv2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 = 1/2 mv2=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 = 1.6 m 由于滑动摩擦力作功而增加的内能 E 为E=f S= mgcos30(S S)= 60

12、J电动机多消耗的电能为 EK+EP+E=280J第14页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日30v又解:物体开始受到向上的摩擦力作用,做匀加速运动 Nmgf滑动摩擦力 f1= mgcos=75N a=gcos-gsin=g/4 =2.5 m/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=50Nt2= s2 /v=1.6 s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= f

13、1 vt1 + f2 vt2 =751.6+503.2 =120+160=280J第15页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日 如图示，水平传送带AB长L=8.3m，质量为M=1kg 的木块随传送带一起以v1=2m/s的速度向左匀速运动( 传送带的传送速度恒定),木块与传送带间的动摩擦因数=0.5,当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹v0=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度u=50m/s,以后每隔1s就有一颗子弹射向木块,设木块沿AB方向的长度可忽略，子弹射穿木块的时间极短,且每次射入点各不相同, 取g=10m/s2，问：04年苏州模考题在

14、被第二颗子弹击中前，木块向右运动离A点的最大距离是多少？(2)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中？(3)木块在传送带上的最终速度多大？(4)在被第二颗子弹击中前，木块、子弹和传送带这一系统所产生的热能是多少？BAv1Lv0M第16页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日BAv1Lv0M解：(1)由动量守恒定律 mv0 Mv1=mu+MVV=3m/s对木块由动能定理： MgS1 =1/2 MV2S1=0.9m(2)对木块由动量定理： Mgt1=MV t1=0.6s 木块速度减为0后再向左匀加速运动，经t2速度增为v1t2= v1/g= 0.4s 这时正好第二颗子弹射入， S2=

15、1/2 a t22= 1/2 g t22=0.4m 所以两颗子弹射中木块的时间间隔内木块的总位移为S= S1 -S2=0.5m 第15颗子弹射入后的总位移为7.5m，第16颗子弹射入后，木块将从B点落下。所以木块在传送带上最多能被16颗子弹击中题目第17页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日(3)第16颗子弹射入后，木块向右运动S3=8.3-7.5=0.8m对木块由动能定理： MgS3 = 1/2 M(V2 vt2)vt=1m/s 木块在传送带上的最终速度为 1m/s (4)子弹射向木块过程,所产生的热能为Q1Q1=1/2 mv02+ 1/2 Mu2 - 1/2 MV2 -

16、1/2 mv2 =900 +2- 4.5 25=872.5J木块向右减速运动到0时，相对位移s1s1=vt1+ S1 =20.6+0.9=2.1m这一过程所产生的热能为Q2=f s1 =5 2.1=10.5J木块向左加速运动到v时，相对位移s2s2=vt2- S2 =20.4-0.4=0.4m这一过程所产生的热能为Q3=f s2 =5 0.4=2J整个过程系统所产生的热能为 Q= Q1 + Q2 +Q3=885J 题目第18页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日例8、如图甲示，水平传送带的长度L=6m，传送带皮带轮的半径都为R=0.25m,现有一小物体(可视为质点)以恒定的水

17、平速度v0滑上传送带,设皮带轮顺时针匀速转动,当角速度为时,物体离开传送带B端后在空中运动的水平距离为s,若皮带轮以不同的角速度重复上述动作(保持滑上传送带的初速v0不变),可得到一些对应的和s值,将这些对应值画在坐标上并连接起来,得到如图乙中实线所示的 s- 图象,根据图中标出的数据(g取10m/s2 ),求:(1)滑上传送带时的初速v0以及物体和皮带间的动摩擦因数(2)B端距地面的高度h(3)若在B端加一竖直挡板P,皮带轮以角速度=16rad/s顺时针匀速转动,物体与挡板连续两次碰撞的时间间隔t为多少?(物体滑上A端时速度仍为v0,在和挡板碰撞中无机械能损失)/rads-1s /m0428

18、0.53.5Phv0sAB第19页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日/rads-1s /m04280.53.5Phv0sAB解： (1) 由图象可知:当1=4rad/s时,物体在传送带上一直减速,经过B点时的速度为v1=1R=1m/s 当 2=28rad/s时,物体在传送带上一直加速, 经过B点时的速度为v2=2R=7m/s由 a=g, v02 - v12 =2gL v22 v02 =2gL解得=0.2 v0=5m/s (2)由图象可知:当水平速度为1m/s时,水平距离为0.5m, t=s/v=0.5sh=1/2 gt2=1.25m(3) =16rad/s 物体和板碰撞前后

19、的速度都是v = R =4m/s 第一次碰后速度向左,减速到0, 再向右加速到4m/s时第二次碰板 t =2 v /a= 2vg =4s 第20页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日/rads-1s /m04280.53.52.5201.51681.0讨论: v0=5m/s v皮=R =/4 vB=s/t=s/0.5 将s- 图象转化为vB - v皮图象如图示:v皮/ms-1vB /ms-10171755当4rad/s时, v皮1m/s, 物体在传送带上一直减速,当 4rad/s 20 rad/s时, 1m/s v皮 v0=5m/s, 物体在传送带上先减速,然后以R匀速运动当=20rad/s时, v皮=5m/s, 物体在传送带上一直匀速,当20rad/s 28rad/s时, 5m/s v皮7m/s, 物体在传送带上先加速,然后以R匀速运动当28rad/s时, v皮 7m/s, 物体在传送带上一直加速第21页，共24页，2022年，5月20日，22点9分，星期日 一传送带装置示意如图，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，D和A的高度差为h。稳定工作时传送带速度不变，C