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文檔簡介

傳送帶中的動(dòng)力學(xué)問題,傳送帶問題,牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用,物體為什么會(huì)沿皮帶向上運(yùn)動(dòng)?,1、物體間相互接觸、擠壓; 2、接觸面不光滑; 3、物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)。,知識(shí)點(diǎn)回顧:,一、摩擦力的產(chǎn)生條件,運(yùn)動(dòng)情況,受力情況,二、動(dòng)力學(xué)兩類基本問題,運(yùn)動(dòng)分析,受力分析,F合=ma,運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,知識(shí)點(diǎn)回顧:,按放置分: 水平、傾斜,1傳送帶問題分類,力的問題 物體與傳送帶之間的相互作用力,2、難點(diǎn)分析,運(yùn)動(dòng)的問題 物體相對(duì)地面、相對(duì)傳送帶的運(yùn)動(dòng)情況,(1)參考系的正確選擇是解題的關(guān)鍵。,運(yùn)動(dòng)分析中根據(jù)合外力和初速度明確物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是以地面為參考系的,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式計(jì)算時(shí),公式中的運(yùn)動(dòng)學(xué)量v、a、s都是以地為參考系的。,3傳送帶問題解題策略,2傳送帶問題解題策略,首先根據(jù)初始條件比較 物體對(duì)地的速度 v物與v傳的大小與方向,明確物體受到的摩擦力的種類及其規(guī)律,畫出受力圖,然后分析出物體受的合外力和加速度大小和方向,結(jié)合物體的初速度確定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì),。 其次是畫好運(yùn)動(dòng)過程草圖。,(2)受力分析和運(yùn)動(dòng)分析是解題的基礎(chǔ)。,【例1】水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場和火車站,用于對(duì)旅客的行李進(jìn)行了安全檢查。右圖為一水平傳送帶裝置示意圖,繃緊的傳送帶AB始終保持v1m/s的恒定速率運(yùn)行,一質(zhì)量為m4kg的行李無初速地放在A處,傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1,AB間的距離l2m,g取10m/s2。 (1)求行李剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦力大小與加速度大??; (2)求行李從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間;,所以,從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間t=t1+t2=2.5s,由牛頓第二定律得fma 代入數(shù)值,得ag=1m/s2 ,(1)求行李剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦力大小與加速度大?。?(2)求行李從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間;,解析:(1)行李受的滑動(dòng)摩擦力fmg 代入數(shù)值,得f4N ,解析:( 2)設(shè)行李做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,行李加速運(yùn)動(dòng)的末速度為v1m/s。,則:vat1 代入數(shù)值,得: t11s ,勻加速運(yùn)動(dòng)的位移為x1=a1t12=0.5m,接著做勻速運(yùn)動(dòng)的位移x2=l-x1=1.5m 勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2= x2/v=1.5s,v,【例1】水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場和火車站,用于對(duì)旅客的行李進(jìn)行了安全檢查。右圖為一水平傳送帶裝置示意圖,繃緊的傳送帶AB始終保持v1m/s的恒定速率運(yùn)行,一質(zhì)量為m4kg的行李無初速地放在A處,傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1,AB間的距離l2m,g取10m/s2。 (1)求行李剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦力大小與加速度大??; (2)求行李從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間;,特別注意:物體和傳送帶等速時(shí)刻是摩擦力的大小、方向突變的臨界點(diǎn)、也是物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)發(fā)生變化的臨界點(diǎn)。,【例1】水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場和火車站,用于對(duì)旅客的行李進(jìn)行了安全檢查。右圖為一水平傳送帶裝置示意圖,繃緊的傳送帶AB始終保持v1m/s的恒定速率運(yùn)行,一質(zhì)量為m4kg的行李無初速地放在A處,傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1,AB間的距離l2m,g取10m/s2。 (1)求行李剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦力大小與加速度大??; (2)求行李從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間; (3)行李在傳送帶上滑行痕跡的長度。,解析在行李做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1內(nèi),傳送帶運(yùn)動(dòng)的位移為x傳=vt1=1m,(3)行李在傳送帶上滑行痕跡的長度。,滑行痕跡的長度為x=x傳-x1=0.5m,特別注意:畫好運(yùn)動(dòng)過程草圖,【例1】水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場和火車站,用于對(duì)旅客的行李進(jìn)行了安全檢查。右圖為一水平傳送帶裝置示意圖,繃緊的傳送帶AB始終保持v1m/s的恒定速率運(yùn)行,一質(zhì)量為m4kg的行李無初速地放在A處,傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1,AB間的距離l2m,g取10m/s2。 (1)求行李剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦力大小與加速度大??; (2)求行李從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間; (3)行李在傳送帶上滑行痕跡的長度。 (4)如果提高傳送帶的運(yùn)行速率,行李就能被較快地傳送到B處。求行李從A處傳送到B處的最短時(shí)間和傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率。,解析行李從A勻加速運(yùn)動(dòng)到B時(shí),傳送時(shí)間最短。 則:lat2min 代入數(shù)值,得tmin2s ,(4)如果提高傳送帶的運(yùn)行速率,行李就能被較快地傳送到B處。求行李從A處傳送到B處的最短時(shí)間和傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率。,傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率vminatmin 代入數(shù)值,解得 vmin2m/s ,1.滑動(dòng)摩擦力消失;,2.滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力;,3.滑動(dòng)摩擦力改變方向;,二、運(yùn)動(dòng)分析:,1.注意參考系的選擇,傳送帶模型中選擇地面為參考系;,2.判斷共速以后是與傳送帶保持相對(duì)靜止作勻速運(yùn)動(dòng)呢?還是繼續(xù)加速運(yùn)動(dòng)?,3.判斷傳送帶長度臨界之前是否滑出?,三、畫圖:,1.受力分析圖;,2.畫運(yùn)動(dòng)草圖;,3.v-t圖。,一、受力分析:,傳送帶模型中要注意摩擦力的突變(發(fā)生在V物與V傳相同的時(shí)刻),小結(jié),【例2】如圖所示,傳送帶與水平面的夾角為=37,其以4m/s的速度向上運(yùn)行,在傳送帶的底端A處無初速度地放一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體,它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.8,AB間(B為頂端)長度為25 m試回答下列問題: (1)說明物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(相對(duì)地面);(g=10m/s2),(1)說明物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(相對(duì)地面);(g=10m/s2) 解:物體做勻加速運(yùn)動(dòng)過程中,由牛頓第二定律 mg cos37-mg sin37=ma 得a=0.4m/s2 加速至10m/s位移為x1=v2/2a=20m,接著做勻速運(yùn)動(dòng),因此物體先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),再做勻速直線運(yùn)動(dòng)。,受力分析的關(guān)鍵是摩擦力的分析。 對(duì)于傾斜傳送帶一般需要結(jié)合mgsin , mgcos的大小關(guān)系進(jìn)行分析。(比較 與tan) 說明:物體和傳送帶等速時(shí)刻是摩擦力的大小、方向變化的臨界點(diǎn)、物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)變化的臨界點(diǎn)。,【例2】如圖所示,傳送帶與水平面的夾角為=37,其以4m/s的速度向上運(yùn)行,在傳送帶的底端A處無初速度地放一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體,它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.8,AB間(B為頂端)長度為25 m試回答下列問題: (1)說明物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(相對(duì)地面); (2)物體從A到B的時(shí)間為多少?(g=10m/s2),(2)物體從A到B的時(shí)間為多少?(g=10m/s2) 勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1= v/a=10s 勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=(L-x1)/v=1.25s 所以物體從A到B的時(shí)間為t=t1+t2=11.25s,1.滑動(dòng)摩擦力消失;,2.滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力;,3.滑動(dòng)摩擦力改變方向;,二、運(yùn)動(dòng)分析:,1.注意參考系的選擇,傳送帶模型中選擇地面為參考系;,2.判斷共速以后是與傳送帶保持相對(duì)靜止作勻速運(yùn)動(dòng)呢?還是繼續(xù)加速運(yùn)動(dòng)?,3.判斷傳送帶長度臨界之前是否滑出?,三、畫圖:,1.受力分析圖;,2.畫運(yùn)動(dòng)草圖;,3.v-t圖。,一、受力分析:,傳送帶模型中要注意摩擦力的突變(發(fā)生在V物與V傳相同的時(shí)刻),小結(jié),練習(xí) 水平的淺色長傳送帶上放置一質(zhì)量為0.5kg的煤塊。煤塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2。初始時(shí),傳送帶與煤塊都是靜止的?,F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0=3m/s2開始運(yùn)動(dòng),其速度達(dá)到v=6m/s后,便以此速度做勻速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過一段時(shí)間,煤塊在傳送帶上留下一段黑色痕跡后,煤塊相對(duì)傳送帶不再滑動(dòng)。g取10m/s2。 (1)請(qǐng)你從物理學(xué)角度簡要說明黑色痕跡形成的原因,并求此過程中煤塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小 (2)求:黑色痕跡的長度,答案:(1)有相對(duì)運(yùn)動(dòng);1N,(2)3m,2.傳送帶與地面的傾角為37,從A端到B端的長度為16m,傳送帶以v0=10m/s的速度沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),在傳送帶上端A處無初速度地放置一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體,它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.5,試分析物體從A端運(yùn)動(dòng)到B端的運(yùn)動(dòng)性質(zhì),并求出加速度.,【2】傳送帶與地面的傾角為37,從A端到B端的長度為16m,傳送帶以v0=10m/s的速度沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),在傳送帶上端A處無初速度地放置一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體,它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.5,求物體從A端運(yùn)動(dòng)到B端所需的時(shí)間是多少?,加速度a2=gsin-ugcos=2m/s2 再下滑余下的11m位移 S=v0t+a2t22 得:t2=1s 總用時(shí)t=t1+t2=2s.,解:小物體剛放到A點(diǎn)至運(yùn)動(dòng)到10m/s 過程中,物體受摩擦力作用方向向下,故 a1=gsin+gcos=10m/s2 下滑1s時(shí)間后速度達(dá)到10m/s,發(fā)生位移x1 =a1t12 =5m.,小物體速度達(dá)10m/s后,由于最大靜摩擦力不足以使其相對(duì)皮帶靜止,故繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng)。,(二)傳送帶中的能量問題,傳送帶問題,功能關(guān)系應(yīng)用,功能關(guān)系:Wf =EK + EP + Q 對(duì)Wf、Q的正確理解 (a)傳送帶做的功:Wf=FS帶 功率P=FV帶 (F由傳送帶受力平衡求得) (b)產(chǎn)生的內(nèi)能:Q=fS相對(duì) (c)如物體無初速放在水平傳送帶上,物體先做勻加速運(yùn)動(dòng),達(dá)到初速度的速度后再做勻速運(yùn)動(dòng)。則物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的位移大小等于物體相對(duì)于傳送帶的位移大小,則在整個(gè)加速過程中物體獲得的動(dòng)能EK ,,用功和能的觀點(diǎn)分析傳送帶問題,例1、如圖所示,水平長傳送帶始終以速度v=3m/s勻速運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)將一質(zhì)量為m=1kg的物塊放于左端(無初速度)。最終物體與傳送帶一起以3m/s的速度運(yùn)動(dòng),在物塊由速度為零增加至v

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