傳送帶地受力分析報告

1、傳送帶是應(yīng)用廣泛的一種傳動裝置，以其為素材的問題以真實(shí)物理現(xiàn)象為依據(jù)， 它既能訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，又能聯(lián)系科學(xué)、生產(chǎn)和生活實(shí)際，是很好的能力考 查型試題，這類試題大都具有物理情景模糊、條件隱蔽、過程復(fù)雜等特點(diǎn)，是歷 年高考考查的熱點(diǎn)，也是廣大考生的難點(diǎn)?，F(xiàn)通過將傳送帶問題歸類賞析，從而 闡述解決這類問題的基本方法，找出解決這類問題的關(guān)鍵，揭示這類問題的實(shí)質(zhì)。、依托傳送帶的受力分析問題例1如圖1所示，一質(zhì)量為唧的貨物放在傾角為的傳送帶一起向上或向下做加速運(yùn)動。設(shè)加速度為，試求兩種情形下貨物所受的摩擦力 F。解析：物體比向上加速運(yùn)動時，由于沿斜面向下有重力的分力，所以要使物 體隨傳送帶向上加速運(yùn)動

2、，傳送帶對貨物的摩擦力&必定沿傳送帶向上。物體隨 傳送帶向下加速運(yùn)動時，摩擦力的方向要視加速度的大小而定，當(dāng)加速度為某一 合適值時，重力沿斜面向下的分力恰好提供了所需的合外力， 則摩擦力這零；當(dāng) 加速度大于這一值時，摩擦力丄匸應(yīng)沿傳送帶向下；當(dāng)加速度小于這一值時，摩擦 力廠應(yīng)沿傳送帶向上。當(dāng)物體隨傳送帶向上加速運(yùn)動時，由牛頓第二定律得:F 一啣亶 sin =所以° I丄二-，方向沿斜面向上。物體隨傳送帶向下加速運(yùn)動時，設(shè) 門沿傳送帶向上，由牛頓第二定律得:懶g(shù) sin cr-F = mamg sin 盤一 ma當(dāng)'L ：J-二時，F(xiàn)，與所設(shè)方向相同，即沿斜面向上當(dāng)&#

3、39;-：1 '時，耳-，即貨物與傳送帶間無摩擦力作用當(dāng)''-：1 '時，日-匸，與所設(shè)方向相反，即沿斜面向下小結(jié)：當(dāng)傳送帶上物體所受摩擦力方向不明確時， 可先假設(shè)摩擦力向某一方 向，然后應(yīng)用牛頓第二定律導(dǎo)出表達(dá)式，再結(jié)合具體情況進(jìn)行討論.、依托傳送帶的相對運(yùn)動問題例2 一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為。初始時，傳送帶與煤塊都是靜止的?，F(xiàn)讓傳送帶以恒定 的加速度亠開始運(yùn)動，當(dāng)其速度達(dá)到“后，便以此速度做勻速運(yùn)動。經(jīng)過一段 時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后， 煤塊相對于傳送帶不再滑動。求 此黑色痕跡的長度。解析

4、：根據(jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知，煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對滑動，煤塊的加速度二小于傳送帶的加速度心。根據(jù)牛頓定律，可得：設(shè)經(jīng)歷時間二，傳送帶由靜止開始加速到速度等于 ，煤塊則由靜止加速到，有由于"5，故-，煤塊繼續(xù)受到滑動摩擦力的作用。再經(jīng)過時間 匸，煤塊的速度由''增加到；，有此后，煤塊與傳送帶運(yùn)動速度相同， 相對于傳送帶不再滑動，不再產(chǎn)生新的痕跡。設(shè)在煤塊的速度從0增加到的整個過程中，傳送帶和煤塊移動的距離分別為和匸，有：傳送帶上留下的黑色痕跡的長度X仙0 -曲1 =由以上各式得-'J；小結(jié)：對于多個物理過程問題，能否按順序?qū)︻}目給出的物體運(yùn)動過程進(jìn)行

5、分段分析，是解決問題的關(guān)鍵所在.三、依托傳送帶的臨界、極值問題例3如圖2所示為糧店常用的皮帶傳輸裝置，它由兩臺皮帶傳輸機(jī)組成， 一臺水平傳送，AB兩端相距3m另一臺傾斜，傳送帶與地面傾角日二呂于；CD兩 端相距4. 45m B C相距很近水平部分AB以叫二加的速率順時針轉(zhuǎn)動， 將質(zhì)量為10kg的一袋米勻速傳到傾斜的CD部分，米袋與傳送帶間動摩擦因數(shù)為 0. 5.求：(1)若CD部分不運(yùn)轉(zhuǎn)，求米袋沿傳輸帶所能上升的最大距離;(2)若要米袋能被送到D端，CD部分運(yùn)轉(zhuǎn)速度應(yīng)滿足的條件及米袋從 C到 D所用時間的取值圍。解析：(1)米袋沿CD上滑時，由牛頓第二定律得:廉g總 + 艸g= ma由運(yùn)動學(xué)公

6、式得：代入數(shù)值解得：5 = 1工心(2)設(shè)CD部分運(yùn)轉(zhuǎn)速度為丁時，米袋恰能達(dá)D點(diǎn)，則:米袋速度減為空之前：加速度1 一 甘廠、；位移-T米袋速度小于之后：加速度r-_；位移又因込+歸二唇，解得：v = Amis即要把米袋送到D點(diǎn)，CD部分速度1小，且應(yīng)沿順時針方向轉(zhuǎn)動。米袋恰能達(dá)D點(diǎn)時，速度恰好為零，此時間最長，由運(yùn)動學(xué)規(guī)律得:若CD部分速度較大，使米袋沿CD上滑時所受摩擦力一直沿皮帶向上，則所 _ y1 丁用時間最短。此種情況下米袋加速度一直為 乞，由6'd，解得:所以所求時間圍為： .1 二二丄小結(jié)：當(dāng)物體的運(yùn)動從一種現(xiàn)象到另一種現(xiàn)象或從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)時 必定有一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這

7、一轉(zhuǎn)折點(diǎn)對應(yīng)的狀態(tài)叫臨界狀態(tài)，臨界狀態(tài)必須滿足的條 件叫臨界條件。解決這類臨界極值問題時，判斷相關(guān)物理量的轉(zhuǎn)折點(diǎn)（如受力突 變、速度方向相對地或傳送帶發(fā)生變化等），找出臨界條件，并建立臨界方程是 這類問題的突破口。四、依托傳送帶的功能轉(zhuǎn)化關(guān)系問題例4 一傳送帶裝置示意如圖3所示，其中傳送帶經(jīng)過AB區(qū)域時是水平的， 經(jīng)過BC區(qū)域時變?yōu)閳A弧形（圓弧由光滑模板形成，未畫出），經(jīng)過 CD區(qū)域時是 傾斜的，AB和CD都與BC相切，現(xiàn)將大量的質(zhì)量均為 円的小貨箱一個一個在A 處放到傳送帶上，放置時初速度為零，經(jīng)傳送帶運(yùn)送到 D處，D和A的高度差為 J，穩(wěn)定工作時的傳送帶速度不變，CD段上各箱等距排列，相鄰

8、兩箱的距離為二。 每個箱子在A處投放后，在到達(dá)B之前已經(jīng)相對于傳送帶靜止，且以后也不再滑 動（忽略BC段時的微小滑動）。已知在一段相當(dāng)長的時間 f，其運(yùn)送小貨箱的 數(shù)目為丁，這種裝置由電動機(jī)帶動，傳送帶與輪子間無相對滑動，不計輪軸處的摩擦，求電動機(jī)的平均輸出功率-0解析：在傳送穩(wěn)定的情況下，在一定時間將有一定數(shù)量的小貨箱從 A端送到 D端。在傳送過程中，小貨箱的動能和重力勢能都增大了一定數(shù)值，另外在水平 的AB部分，小貨箱與皮帶等速前要發(fā)生一段相對位移，通過摩擦力做功而產(chǎn)生 一定數(shù)量的能。由功能關(guān)系知，上述能量的增加和產(chǎn)生，都是電動機(jī)做功和結(jié)果。 求出單位時間產(chǎn)生的能和小貨箱動能、 重力勢能增

9、量的總和，即為電動機(jī)的輸出 功率。以地面為參考系（下同），設(shè)傳送帶的運(yùn)動速度為，在水平段運(yùn)輸?shù)倪^程 中，小貨箱先在滑動摩擦力作用下做初速度為零的勻加速運(yùn)動， 設(shè)這段路程為=， 所用時間為-，加速度為；。則對小貨箱有-，“，在這段時間，傳送帶運(yùn)動的路程為，J，由前三式可得so=2s用表示小貨箱與傳送帶之間的摩擦力，則傳送帶對小貨箱做功為傳送帶克服小貨箱對它的摩擦力做功為% 二鳳二 2兩者之差就是克服摩擦力做功產(chǎn)生的熱量1彳二嚴(yán)可見，在小貨箱加速運(yùn)動過程中，小貨箱獲得的動能與發(fā)熱量相等.T時間電動機(jī)輸出的功為十八此功用于增加小貨箱的動能，勢能以及克服摩擦力生熱，即 1 _ 、 沖二股咗+ 72前+

10、已知相鄰兩小貨箱的距離為L,所以由題意可知'廠&由以上各式解得:小結(jié)：弄清有哪些能量參與了轉(zhuǎn)化，并找出發(fā)生這些能量轉(zhuǎn)化的原因， 是處 理能量問題的基本思路。另外，準(zhǔn)確地求出貨箱動能的增量及勢能增量和產(chǎn)生的 能間的關(guān)系，是解決本題的關(guān)鍵。五、依托傳送帶的動量問題例5如圖4所示，水平傳送帶AB長2 =8. 3m質(zhì)量為M =1kg的木塊隨傳送帶一起以' ：=2m/s的速度向左勻速運(yùn)動（傳送帶的傳送速度恒定），木塊與傳 送帶間的動摩擦因數(shù)=0. 5當(dāng)木塊運(yùn)動至最左端 A點(diǎn)時，一顆質(zhì)量為呻=20g 的子彈以"=300m/s水平向右的速度正對射入木塊并穿出，穿出速度=50m/s,以后每隔1s就有一顆子彈射中木塊，設(shè)子彈射穿木塊的時間極短，且每次射入 點(diǎn)各不相同，g取10m/s2。求：（1）第一顆子彈射入木塊并穿出時，木塊速度多大?（2）在被第二顆子彈擊中前，木塊向右運(yùn)動離 A點(diǎn)的最大距離?解析：（1）設(shè)子彈第一次射穿木塊后的速度為 '（方向向右），則在第一 次射穿木塊的過程中：對木塊和子彈整體由動量守恒定律（取向右方向?yàn)檎┑媒獾茫?#39;=3m/s，方向向右。(2)木塊向右滑動中加