高中物理传送带问题分析.doc

传送带问题解析传送带是应用比较广泛的一种传送装置以其为素材的物理题大都具有情景模糊条件隐蔽过程复杂的特点年高考最后一题的传送带问题让很多考生痛失分也使传送带问题成为人民关注的热点但不管传送带如何运动只要我们分析清楚物体所受的摩擦力的大小方向的变化情况就不难分析物体的状态变化情况因为不同的放置传送带上物体的受力情况不同导致运动情况也不同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要重点考察的问题解决此类问题的关键是对传送带和物体进行动态分析和终态推断灵活巧妙地从能量的观点和力的观点来揭示其本质特征过程力学中的传送带问题一般可分为三大类一水平放置运行的传送带二倾斜放置运行的传送带三平斜交接放置运行的传送带下面分别举例加以说明从中领悟此类问题的精华部分和解题关键所在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由静态动态终态分析和判断对其全过程做出合理分析推论进而采用有关物理规律求解这类问题可分为运动学型动力学型动量守恒型图象型现在来分析一下水平传送带受力和运动分析时注意受力分析中的摩擦力突变大小方向发生在物与传相同的时刻运动分析中的速度变化相对皮带运动方向和相对地面速度变化物和带在斜面上注意比较与摩擦力的大小传送带长度临界之前是否滑出共速以后一定与传送带保持相对静止作匀速运动吗传送带问题中的功能分析功能关系对的正确理解传送带做的功带功率带由传送带受力平衡求得产生的内能相对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因为摩擦而产生的热量有如下关系一传送带水平放置设传送带的速度为带物体与传送带之间的动摩擦因数为两定滑轮之间的距离为物体置于传送带一端的初速度为如图物体刚置于传送带上时由于受摩擦力作用将做的加速运动假定物体从开始置于传送带上一直加速到离开传送带则其离开传送带时的速度为显然有带时物体在传送带上将先加速后匀速带时物体在传送带上将一直加速且与带同向如图带时同上理可知物体刚运动到带上时将做的加速运动假定物体一直加速到离开传送带则其离开传送带时的速度为显然有带时物体在传送带上将先加速后匀速带时物体在传送带上将一直加速带时因带物体刚运动到传送带时将做加速度大小为的减速运动假定物体一直减速到离开传送带则其离开传送带时的速度为显然带时物体在传送带上将一直减速带时物体在传送带上将先减速后匀速且与带反向如图此种情形下物体刚运动到传送带上时将做加速度大小为的减速运动假定物体一直减速到离开传送带则其离开传送带时的速度为显然即时物体将一直做减速运动直到从传送带的另一端离开传送带即时物体将不会从传送带的另一端离开而从进入端离开其可能的运动情形有先沿方向减速再反向加速直至从放入端离开传送带先沿方向减速再沿反向加速最后匀速直至从放入端离开传送带专题聚焦一水平传送带问题的变化类型如图一物块沿斜面由高处由静止滑下斜面与水平传送带相连处为光滑圆弧物体滑离传送带后做平抛运动当传送带静止时物体恰落在水平地面上的点则下列说法正确的是当传送带逆时针转动时物体落点一定在点的左侧当传送带逆时针转动时物体落点一定落在点当传送带顺时针转动时物体落点可能落在点当传送带顺时针转动时物体落点一定在点的右侧如图水平传送带两个转动轴轴心相距正在以的速度匀速传动某物块儿可视为质点与传送带之间的动摩擦因数为将该物块儿从传送带左端无初速地轻放在传送带上则经过多长时间物块儿将到达传送带的右端若水平传送带两个转动轴心相距为其它条件不变则将该物体从传送带左端无初速地轻放在传送带上则经过多长时间物体将到达传送带的右端时间缩短为使物体传到另一端所用的时间最短传送带的最小速度是多少一水平传送带两轮之间距离为以的速度做匀速运动已知某小物体与传送带间的动摩擦因数为将该小物体沿传送带同样的方向以的初速度滑出设传送带速率不受影响则物体从左端运动到右端所需时间是多少如图所示一水平的浅色长传送带上放置以质量为的煤块可视为质点煤块与传送带之间的动摩擦因数为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次速度作匀速运动经过一段时间煤块在传送带上留下了一段黑色的痕迹后煤块相对于传送带不再滑动关于上述过程以下判断正确的是重力加速度为与之间一定满足关系黑色痕迹的长度为煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间未煤块与传送带由于摩擦而产生的热量位如图示距地面高度的平台边缘水平放置一两轮间距为的传送带一小物块从平台边缘以的初速度滑上传送带已知平台光滑物块与传送带间的动摩擦因数设传送带的转动速度为且规定顺时针转动为正逆时针转动为负试分析画出小物块离开传送带右边缘落地的水平距离与的变化关系图线将一粉笔头轻放在以的恒定速度运动的传送带上传送带上留下一条长度为的划线粉笔头只要相对于传送带运动就能划线若使该传送带改做匀减速运动加速度为并且在传送带开始做匀减速运动的同时将另一粉笔头轻放在传送带上该粉笔头在传送带上能留下一条多长的划线二传送带斜置设传送带两定滑轮间的距离为带与水平面的夹角为物与带之间的动摩擦因数为物体置与带的一端初速度为传送带的速度为带如图物体刚放到带的下端时因则其受力如图所示显然只有即时物体才会被传送带带动从而向上做加速运动且假定物体一直加速度运动到上端则物体在离开传送带时的速度为显然带时物体在传送带上将先加速后匀速直至从上端离开带时物体在传送带上将一直加速直至从上端离开且与带同向如图带时物体刚运动到带上时因带则其将做的加速运动假定物体一直做加速运动则物体离开传送带时的速度为显然时物体在传送带上将先加速后匀速直至离开传送带上端时物体将在传送带上一直加速直至离开传送带上端物体刚运动到带上时因带物体将做加速度大小为的减速运动假定物体一直做减速运动到直至离开传送带则物体离开传送带上端时速度为显然即时物体在传送带上将一直减速运动直至从装置的上端离开即时物体在传送带上将先向上做大小为的减速运动后向下做加速度最小为的加速运动直至离开装置的下端带时物体刚运动到带上时因带故物体将做加速度大小为的减速运动假定物体一直做减速运动则物体离开传送带时速度为显然带时物体将一直减速直至离开传送带上端带时物体将先做减速运动后做匀速运动直至离开传送带上端物体刚运动到带上时因带故物体将做加速度大小为的减速运动假定物体一直做减速运动则物体离开传送带上端时速度为显然带时物体将一直减速直至离开传送带上端带时物体运动较为复杂物体刚开始滑上传送带时因物体速度大于带故物体做的减速运动当物体速度减小到等于带时由于继续减速其速度将小于带此后加速大小变为但是只要其滑上传送带的初速度就一定能从传送带的上端滑出若则物体有下列两种可能的运动情形一是先向上做大小为的减速运动后向上做大小为的减速运动直至离开传送带上端另一种情形是先向上做大小为的减速运动再向上做大小为的减速运动最后向下做为的加速运动直至从下端传送带离开且与带反向物体刚运动到传送带下端时物体将做加速度大小为减速运动假定物体一直减速则其离开上端时速度大小为显然当即时不论为何值物体一直减速直至离开传送带上端当即时则在时物体将先向上减速后向下匀速直至从下端离开在时物体将先向上以做减速运动后向下做的加速运动直至离开传送带下端上面我们依据牛顿运动定律对物体在传送带上的运动特征进行了分析实际上我们还可据能量观点对其进行分析二倾斜传送带问题的变化类型如图所示倾斜传送带与水平方向的夹角为将一小物块轻轻放在正在以速度匀速逆时针传动的传送带的上端物块和传送带之间的动摩擦因数为设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小传送带两皮带轮轴心间的距离为求将物块从顶部传到传送带底部所需的时间为多少若题中物块下滑时间为多少变式训练如图所示传送带与水平方向夹角为当传送带静止时在传送带上端轻放一小物块物块下滑到底端时间为则下列说法正确的是当传送带逆时针转动时物块下滑的时间一定大于当传送带逆时针转动时物块下滑的时间一定等于当传送带顺时针转动时物块下滑的时间可能等于当传送带顺时针转动时物块下滑的时间一定小于如图所示绷紧的传送带与水平面的夹角皮带在电动机的带动下始终保持的速率运行现把一质量为的工件可看为质点轻轻放在皮带的底端经时间工件被传送到的高处取求工件与皮带间的动摩擦因数电动机由于传送工件多消耗的电能