传送带例题在这求几道传送带相关的综合问题(多过程)

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/26 04:17:09
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物理高考常考点—传送带问题
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,当然成为高考命题专家所关注的问题.近三年有关传送带考题频频出现,显示出它在考查学科综合能力的独特功能.
传送带问题的考查一般从两个层面上展开,一是受力和运动分析,受力分析中关键是注意摩擦力突变(大小、方向)——发生在V物与V带相同的时刻;运动分析中关键是相对运动的速度大小与方向的变化——物体和传送带对地速度的大小与方向比较.二是功能分析,注意功能关系:WF=△EK+△EP+Q,式中WF为传送带做的功:WF=F•S带 (F由传送带受力情况求得),△EK、△EP为传送带上物体的动能、重力势能的变化,Q是由于摩擦产生的内能:Q=f•S相对.下面结合传送带两种典型模型加以说明.
一、水平放置运行的传送带
处理水平放置的传送带问题,首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析,分清物体所受摩擦力是阻力还是动力;其二是对物体进行运动状态分析,即对静态→动态→终态进行分析和判断,对其全过程作出合理分析、推论,进而采用有关物理规律求解.
例1 (04江苏高考题) 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了安全检查.图1为—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.设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,AB间的距离l=2m,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;
(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.
分析与(1)开始运动时滑动摩擦力 F=μmg ①
以题给数值代入,得F=4N ②
由牛顿第二定律得
F=ma ③
代入数值,得a=1m/s2 ④
(2)设行李做匀加速运动的时间为t,行李加速运动的末速度为v=1m/s.则
v=at ⑤
代入数值,得t=1s ⑥
(3)行李从A匀加速运动到B时,传送时间最短.则
l=1/2at2min ⑦
代入数值,得tmin=2s ⑧
传送带对应的最小运行速率
vmin=atmin ⑨
代入数值,解得vmin=2m/s ⑩
例2 (06全国高考题) 一水平的浅色传送带上放一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ.初始时,传送带与煤块都是静止的.现让传送带以恒定的加速度 开始运动,当其速度达到 后,便以此速度做匀速运动.经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动.求此黑色痕迹的长度.
分析与解:根据“传送带上留下了一段黑色痕迹”可知,煤块与传送带之间发生相对滑动,煤块的加速度 小于传送带恒定的加速度 .根据牛顿第二定律可得

设经历时间 传送带由静止开始加速到速度 ,煤块由静止加速到速度 ,有


由于 ,故 ,煤块继续受摩擦力作用加速.再经时间 ,煤块速度由 增加到 ,有

此后煤块与传送带相对静止,不再产生新的痕迹.
设在煤块的速度从0增加到 的整个过程中,传送带和煤块移动的距离分别为 和 有 ⑤

传送带留下的黑色痕迹长度 ⑦
由以上各式得 ⑧
二、倾斜放置运行的传送带
这种传送带是指两皮带轮等大,轴心共面但不在同一水平线上(不等高),传送带将物体在斜面上传送的装置.处理这类问题,同样是先对物体进行受力分析,再判断摩擦力的大小与方向,这类问题特别要注意:若传送带匀速运行,则不管物体的运动状态如何,物体与传送带间的摩擦力不会消失.
例3 如图2所示,传送带与地面倾角θ=370,从A到B
长度为16m,传送带以v=10m/s 的速率逆时针转动.在传
送带上端A无初速地放一个质量为m=0.5kg的物体,它与传
送带之间的动摩擦因数为μ=0.5. 求物体从A运动到B所需时间是多少.(sin370=0.6)
分析与物体放到传送带上后,开始阶段,由于传送带的速度大于物体的速度, 传送带给物体一沿平行传送带向下的滑动摩擦力,物体受力情况如图3所示.以平行于传送带向下为x轴,垂直于传送带向上为y轴.
物体由静止加速,由牛顿第二定律可知
Fx=mgsinθ+f=ma1 ①
Fy=N-mgcosθ=0 ②
f= μN ③
联立得a1=g(sinθ+μcosθ)=10m/s2 ④
物体加速至与传送带速度相等所需的时间v=a1t1
则t1=v/a1=1s.再由S=½at12=½×10×12=5m,
由于μ<tanθ,即μmgcosθ<mgsinθ,物体在重力作用下将继续作加速运动.
当物体速度大于传送带速度时,传送带给物体一沿平行传送带向上的滑动摩擦力.此时物体受力情况如图4所示.
再由牛顿第二定律得:
Fx=mgsinθ-f=ma2 ⑤,
Fy=N-mgcosθ=0 ⑥,
f=μN ⑦
联立得a2=g(sinθ-μcosθ)=2m/s2.
设后一阶段物体滑至底端所用时间为t2,由运动学公式可知L-S=
,解得t2=1s(t2=-11s舍去),所以物体由A到B的时间t=t1+t2=2s.
例4.(03全国高考题)一传送带装置如图5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,D和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.每个箱子在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段时的微小滑动).已知在一段相当长的时间T内,共运送小货箱的数目为N.这装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦.求电动机的平均输出功率 .
本题将以上两种典型模型整合,并把传送带上仅有一个物体运动拓展到多个物体运动,难度明显增加,但解题思路与前面两种相仿,都是从力和运动的关系及能量转化守恒角度去思考,挖掘题中隐含的条件和关键语句,从而找到解题突破口.
分析与设传送带的运动速度为v0,在水平段运输的过程中,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,则对小箱有
s=1/2at2 ①
v0=at ②
在这段时间内,传送带运动的路程为
s0=v0t ③
由以上可得
s0=2s ④
用f表示小箱与传送带之间的滑动摩擦力,则传送带对小箱做功为
A=fs=1/2mv02 ⑤
传送带克服小箱对它的摩擦力做功
A0=fs0=2•1/2mv02 ⑥
两者之差就是克服摩擦力做功发出的热量
Q=1/2mv02 ⑦
可见,在小箱加速运动过程中,小箱获得的动能与发热量相等.
T时间内,电动机输出的功为
W= T ⑧
此功用于增加小箱的动能、势能以及克服摩擦力发热,即
W=1/2Nmv02+Nmgh+NQ ⑨
已知相邻两小箱的距离为L,所以
v0T=NL ⑩
联立⑦⑧⑨⑩,得 = ( +gh)

传送带例题在这求几道传送带相关的综合问题(多过程) 传送带做功问题、请问传送带做功中、若传送带是斜的、那计算传送带对物体做功时是不是需要加上重力做功啊?有没有例题可以分析一下、比如物体放上去 、 先匀加后匀速、、传送带对物 传送带与摩擦力的问题 关于水平传送带的一个问题如图所示的水平传送带静止时,一物块A以某一水平初速度自传送带的左端冲上传送带,然后以某一较小的速度v自传送带的右端滑离传送带.若传送带在皮带轮带动下 如何解决有关传送带问题的物理题 传送带问题 能量守恒 传送带问题解决方法 关于传送带问题如何分析传送带问题?会用到的公式? 亚洲最长的传送带在哪里? 传送带出现蛇行的原因在哪里 物体在传送带运动,当其速度大于传送带的速度时,会受到传送带的影响吗 一物体随传送带匀速向右移动,到了传送带末端,在掉出传送带的瞬间,物体受摩擦力吗 高中动能定理传送带问题——急绷紧的传送带在电动机的带动下,始终保持v.=2m/s的速度匀速运行,传送带与水平地面的夹角θ=30度,现把一质量m=10kg的工件轻轻放在传送带底端,由传送带传送至h=2 【高一物理传送带问题】如图所示,将一物体A轻放在匀速传送的传送带的a点,已知传送带速度大小υ= 2m/s,如图所示,将一物体A轻放在匀速传送的传送带的a点,已知传送带速度大小υ= 2m/s,ab = 2m,bc 高一物理 传送带问题传送带一恒速v=10m/s运动传送带与水平夹角为37,pq=16,将一物块放在无出速度地放在传送带上p点,物块与传送带的动摩擦因数为0.5,g=10m/s(sin37=0.6 cob37=0.8)1传送带顺时针转动 期末复习--运动学部分--传送带问题如图,有一水平传送带以2m/s的速度匀速运动,现将一物体轻轻放在传送带的左端上,若物体于传送带之间的动摩擦因数为0.5,移植传送带左右两端的距离为10m,求 水平传送带问题水平传送带由电动机带动,并始终保持以速度v匀速运动,现将质量为m的某物块由静止释放在传送带的左端,过一会儿物块能保持与传送带相对静止,设物块与传送带间动摩擦因素 传送带的运动原理