传送带问解题方法及探讨.docVIP

传送带问题解题方法及探讨 在现代化工厂及日常生活中，传送带的应用随处可见，有关传送带问题的题目也能考查学生对力学知识的综合运用能力。因此这类问题常能出现在高考题中，其中涉及的主要知识点有： 1、对物体进行受力分析，特别是摩擦力方向的判断 2、运动学和动力学的相关知识，如：相对静止，相对运动，运动的位移、速度的相对性、匀变速直线运动的特点，牛顿的三个定律等等，甚至于涉及功能关系。因此，解决传送带问题要特别注重物理过程的理解和分析，关键是对传送带上的随行物进行分析。抓住接触面的摩擦因数，两个相对运动，及随行物速度与传递带速度的比较，这三者往往作为讨论摩擦力存在与否，摩擦力大小及方向的关键因数。 一、日常生活中的传送带类型常有两大类 1、水平方向匀速运转的传送带，包括顺时方向转动和逆时方向转动 2、倾斜的传送带中有顺时针方向转动和逆时针方向转动两类 传送带的转动速度大小一般恒定，不受外界干扰，传送带上的物块一般与传送带之间有较大的摩擦因数。放在传送带上的物体一般为无初速释放，当然在工厂生产流水线上，有些物体是以一定初速度释放的，也不得不引起重视。 二、解决传送带问题的基本方法 对物体受力情况进行正确分析，分清摩擦力的方向，摩擦力的突变。 解题要对传送带上的物体在各运动阶段受力情况分析清楚①传送带与物体相对静止，两者间的摩擦力为恒定的静摩擦力或为零；②找到摩擦力突变的临界点，当V物=V带时刻，摩擦力往往会发生突变，即由滑动摩擦力变为静摩擦力或变为零或滑动摩擦力的方向发生改变等。 例1：水平传送带A、B以V=4m/s的速度匀速运动，如图所示，A、B相距16m；一木块（可视为质点）以A点由静止释放，木块与传送带间的动摩擦因数u=0.2则木块从A沿传送带运动到B所需的时间为多少？（g=10m/s2）物块在传送带上若能留下滑痕，其滑痕在物块那一侧？滑痕长度为多少？ 解析，物体无初速释放即相对地的速度为零，而传送带相对地面向右运动，因此物块相对传送带向左运动，所受滑动摩擦力方向向右，释放后物块做匀加速运动，当物块速度与传送带速度相等时，物块不再受滑动摩擦力作用，以后做匀速直线运动，以物块为研究对象进行受力分析。 F合=umg a==g x1===4m t1===2s x2=x－x1=12m t2===3s t=t1+t2=5s 即木块从A沿传送带运动到B所需时间为5s ②在2s内传送带向右运动位移s=vt1=8m △x=s-x1=4m 即物块相对传送带向左运动，其滑痕在物块右边长度为4m 例2：如图所示，已知一直传送带与水平面夹角A=37°以4m/s的恒定速度率顺时针匀速转动，在传送带的底端无初速释放一质量为0.5Kg的物体，它与物体传送带之间的动摩擦因数为0.8，若传带底端到顶端的长度为25m，则物体从底端到顶端所用的时间为多少？（g=10m/s2 sim37°=0.6 cos37°=0.8） 解析，对传送带上的物块进行受力分析，由于物块相对传送带向下滑动，因此其滑动摩擦力的方向沿斜面向上，对物块进行受力分析。 F合=umgcos37°－mgsin37° a==ugcos37°－gsin37° =0.4m/s2 x1==20m t1==10s 物块速度达到4m/s时，物块受静摩擦力作用，合外力为零，做匀速运动。 x2=x－x1=5m t2==1.25s t=t1+t2=11.25s 例3：如图所示，传送带两轮之间的距离为16m，传送带与水平面间的夹角а=37°，ua以10m/s的速度逆时针匀速转动着，在传送带的A端轻轻地放一个小物体，若已知物体与传送带之间的动摩擦因数u=0. 5，则物体从A端到B端所用的时间为多少？（g=10m/s2 sim37°=0.6 cos37°=0.8） 解析：物块从A处释放，相对传带向上运动，其滑动摩擦力方向沿斜面向下，物体由静止加速，若速度能达到10m/s，则物块在传送带上受到的摩擦力方向反问且mgsinа＞umgcos。因此物块将再次做加速运动，设第一段加速度为a1，位移为x1，运行时间为t1，在第二段运动过程中，加速度为a2，位移为x2，运动时间为t2 第一段运动mgsina+umgcosθ=ma1 A1=gsina+ugcosθ=10m/s2 x1==5m＜16m t1==1s 第二段运动 mgsina－umgcosθ=ma2 a2=gsina－umgcosθ=2m/s2 x2=x－x1=vt2+a2t22 t2=1s 综上所述，解决传送带问题，必须对传送带的具体运动方向，物块相对传送带的运动方向进行研究，为确定物块受到摩擦力的方向，是受滑动摩擦力，还是静摩擦力提供物质基础，只有在清楚物体的运动过程，受力过程的情况下解题才不会出现南辕北辙的现象，而对于初速度不为零的物块，放上传送带后的