湖北省江陵縣實驗高中2012屆高三物理二輪專題備課資料專題1傳送帶問題

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精傳達帶問題一、.命題趨向與考點傳達帶問題是以真實物理現(xiàn)象為依照的問題,它既能訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思想,又能聯(lián)系科學(xué)、生產(chǎn)和生活實質(zhì)，是高考命題專家所關(guān)注的問題二、知識大綱與方法傳達帶分類：水平、傾斜兩種；按轉(zhuǎn)向分:順時針、逆時針轉(zhuǎn)兩種.（1）、受力和運動解析:受力解析中的摩擦力突變（大小、方向)-發(fā)生在v物與v帶同樣的時刻；運動解析中的速度變化-相對運動方向和對地速度變化.解析要點是：一是v物、v帶的大小與方向;二是mgsin與f的大小與方向。2)、傳達帶問題中的功能解析功能關(guān)系：WF=EK+EP+Q對WF、Q的正確理解（a）傳達帶做的功：WF=FS帶功率P=Fv帶(F由傳

2、達帶受力平衡求得）（b)產(chǎn)生的內(nèi)能：Q=fS相對（c）如物體無初速，放在水平傳達帶上，則在整個加速過程中物體獲得的動能Ek和因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q有以下關(guān)系：EkQ122mv帶(一）水平放置運行的傳達帶辦理水平放置的傳達帶問題，第一是要對放在傳達帶上的物體進行受力解析,分清物體所受摩擦力是阻力還是動力；其二是對物體進行學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精運動狀態(tài)解析，即對靜態(tài)動向終態(tài)進行解析和判斷,對其全過程作出合理解析、推論，進而采用有關(guān)物理規(guī)律求解。這類問題可分為：運動學(xué)型;動力學(xué)型;例1.以下列圖，一平直的傳達帶以速度v=2m/s勻速運動，傳達帶把A處的工件運送到B處，A,B相距L=10m。從A處把

3、工件無初速地放到傳達帶上，經(jīng)過時間t=6s，能傳達到B處，要用最短的時間把工件從A處傳達到B處,求傳達帶的運行速度最少多大？解：由題意可知tL/v,所以工件在6s內(nèi)先勻加速運動，后勻速運動,故有S1=1/2vt1ABS2vt2v且t1+t2tS1S2L聯(lián)立求解得:aa2t12s；v=t1，1m/s若要工件最短時間傳達到B處，工件加速度仍為a，設(shè)傳達帶速度，工件先加速后勻速,為v同上L?vt1vt2若要工件最短時間傳達到B處，工件加速度仍為a，設(shè)傳達帶速度，工件先加速后勻速，為v同上L?vt1vt2又t1va學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精t2tt1聯(lián)立求解得Lv2v2av(t)a將式化簡得tLvv2

4、a從式看出LvL常量Lvv2a2a即v2aL時，其t有最小值.v2a所以vv2aL21104.47m/s經(jīng)過解答可知工件素來加速到所用時間最短例2.質(zhì)量為m的物體從離傳達帶高為H處沿圓滑圓弧軌道下滑,水平進入長為L的靜止的傳達帶落在水平川面的Q點，已知物體與傳達帶間的動摩擦因數(shù)為，則當(dāng)傳達帶轉(zhuǎn)動時，物體仍以上述方式滑下，將落在Q點的左邊還是右邊?解：物體從P點落下,設(shè)水平進入傳達帶時的速度為v0，則由機械能守恒得：v02gHPHmgH=1/2mv02,LhQ當(dāng)傳達帶靜止時,解析物體在傳達帶上的受力知物體做勻減速運動,a=mg/m=gvtv022gL物體走開傳達帶時的速度為vtv022gL隨后做

5、平拋運動而落在Q點當(dāng)傳達帶逆時針方向轉(zhuǎn)動時,解析物體在傳達帶上的受力情況與傳送帶靜止時同樣，所以物體走開傳達帶時的速度仍為vtv022gL學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精隨后做平拋運動而仍落在Q點（當(dāng)v022gL時，物體將不能夠滑出傳達帶而被傳達帶送回，顯然不吻合題意，舍去）當(dāng)傳達帶順時針轉(zhuǎn)動時，可能出現(xiàn)五種情況:(1)當(dāng)傳達帶的速度v較小,vtv022gL解析物體在傳達帶上的受力可知,物體素來做勻減速運動,走開傳達帶時的速度為vtv022gL所以仍將落在Q點（2）當(dāng)傳達帶的速度v022gLv2gH時，解析物體在傳達帶上的受力可知,物體將在傳達帶上先做勻減速運動，后做勻速運動,走開傳達帶時的速度vt

6、v022gL所以將落在Q點的右邊.（3）當(dāng)傳達帶的速度v2gH時，則物體在傳達帶上不受摩擦力的作用而做勻速運動，故仍將落在Q點.(4）當(dāng)傳達帶的速度2gHvv022gL時,解析物體在傳達帶上的受力可知，物體將在傳達帶上先做勻加速運動，后做勻速運動,走開傳達帶時的速度vtv022gL所以將落在Q點的右邊(5)當(dāng)傳達帶的速度v較大vv022gL時，則解析物體在傳達帶上的受力可知,物體素來做勻加速運動,走開傳送帶時的速度為學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精vv022gLvtv022gL所以將落在Q點的右邊。綜上所述:當(dāng)傳達帶的速度vv022gL時，物體仍將落在Q點;當(dāng)傳達帶的速度vv022gL時，物體將落在

7、Q點的右邊.水平傳達帶被廣泛地應(yīng)用于機場和火車站，用于對旅客的行李進行安全檢查.如圖為一水平傳達帶裝置表示圖，繃緊的傳達帶AB向來保持v=1m/s的恒定速率運行，一質(zhì)量為m=4Kg的行李無初速地放在A處，傳達帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運動,隨后行李又以與傳達帶相等的速率做勻速直線運動。設(shè)行李與傳達帶間的動摩擦因數(shù)=0.1,AB間的距離l=2。0m，g取10m/s2。（1）求行李剛開始運動時所受的滑動摩擦力大小與加速度大小。（2）求行李做勻加速直線運動的時間.（3）若是提高傳達帶的運行速率，行李就能被較快地傳達到B處。m求行李從A處傳達到B處的最短A時間和傳達B帶對應(yīng)的最小運行速

8、v率。解：（1）滑動摩擦力F=mg代入題給數(shù)值，得F=4N由牛頓第二定律,得F=maL代入數(shù)值，得a=1m/s2（2）設(shè)行李做勻加速運動的時間為t，行李加速運動的末速度為v=1m/s。則v=at1代入數(shù)值,得t1=1s學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精勻速運動的時間為t2t2=(L1/2at12）v=1.5s運動的總時間為T=t1+t2=2。5s(3）行李從A處勻加速運動到B處時,傳達時間最短。則l=1/2atmin2代入數(shù)值，得tmin=2s傳達帶對應(yīng)的最小運行速率vmin=atmin代入數(shù)值，得vmin=2m/s例3.某商場安裝了一臺傾角為300的自動扶梯，該扶梯在電壓為U380V的電動機帶動下以

9、v0.4m/s的恒定速率向斜上方搬動，電動機的最大輸出功率P4。9kW。不載人時測得電動機中的電流為I5A，若載人時扶梯的搬動速率和不載人時同樣，則這臺自動扶梯可同時乘載的最多人數(shù)為多少？（設(shè)人的平均質(zhì)量m60kg，g10m/s2）解答：這臺自動扶梯最多可同時載人數(shù)的意義是電梯還可以以v0.4m/s的恒定速率運動按題意應(yīng)有電動機以最大輸出功率工作,且電動機做功有兩層作用:一是電梯不載人時自動上升;二是對人做功由能量轉(zhuǎn)變守恒應(yīng)有：P總P人P出,設(shè)乘載人數(shù)最多為n，則有PIUnmgsinv,代入得n25人例4、如圖甲示，水平傳達帶的長度L=6m，傳達帶皮帶輪的半徑都為R=0.25m,現(xiàn)有一小物體（

10、可視為質(zhì)點）以恒定的水平速度v0滑上傳達帶,設(shè)皮帶輪順時針勻速轉(zhuǎn)動,當(dāng)角速度為時，物體走開傳達帶B端后在空中運動的水平距離為s,若皮帶輪以不同樣的角速度重復(fù)上述動作（保持滑上傳達帶的初速v0不變），可獲得一些對應(yīng)的和s值，將這些對應(yīng)值畫在坐標上并連接起來，獲得如圖乙中實線所示的s-圖象,依照圖中標出的數(shù)據(jù)（g取10m/s2），求:(1）滑上傳達帶時的初速v0以及物體s/m和皮帶間的動摩3.5擦因數(shù)0.5/rads-1428(2)B端距地面的高度h0學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精(3）若在B端加一豎直擋板P,皮帶輪以角速度=16rad/s順時針勻速轉(zhuǎn)動,物體與擋板連續(xù)兩次碰撞的時間間隔t為多少?(物

11、體滑上A端時速度仍為v0,在和擋板碰撞中無機械能損失)解：（1）由圖象可知：當(dāng)=4rad/s時,物體在傳達帶上素來減1速,經(jīng)過B點時的速度為3.5s/mv=R=1m/s2.5111.5上素來加速，當(dāng)=28rad/s時，物體在傳達帶21.0/rads-10.5經(jīng)過B點時的速度為v=R=7m/s04816202822由a=g,v2v2=2gLv2v2=2gL0120解得=0。2v0=5m/s(2)由圖象可知：當(dāng)水平速度為1m/s時，水平距離為0。5m,t=s/v=0。5sh=1/2gt2=1。25m（3）=16rad/s物體和板碰撞前是v=R=4m/s第一次碰后速度向左，減速到0,再向右加速到4m

12、/s時第二次碰板vB/ms-1后的速度都751v皮/ms-10157t=2va=/2vg=4s談?wù)摚簐0=5m/sv皮=R=/4vB=s/t=s/0。5將s-圖象轉(zhuǎn)變?yōu)関Bv皮圖象如圖示:當(dāng)4rad/s時,v皮1m/s，物體在傳達帶上素來減速,當(dāng)4rad/s20rad/s時，1m/svv=5m/s,物體在傳達帶皮0上先減速，爾后以R勻速運動學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精當(dāng)=20rad/s時,v皮=5m/s，物體在傳達帶上素來勻速，當(dāng)20rad/s28rad/s時,5m/sv7m/s,物體在傳達帶上先加皮速，爾后以R勻速運動當(dāng)28rad/s時，v皮7m/s，物體在傳達帶上素來加速2006年全國卷24

13、（。19分)一水平的淺色長傳達帶上放置一煤塊(可視為質(zhì)點）,煤塊與傳達帶之間的動摩擦因數(shù)為。初始時,傳達帶與煤塊都是靜止的.現(xiàn)讓傳達帶以恒定的加速度a0開始運動,當(dāng)其速度達到v0后，便以此速度做勻速運動。經(jīng)過一段時間，煤塊在傳達帶上留下了一段黑色印跡后,煤塊有關(guān)于傳達帶不再滑動。求此黑色痕跡的長度。解：依照“傳達帶上有黑色印跡”可知，煤塊與傳達帶之間發(fā)生了相對滑動，煤塊的加速度a小于傳達帶的加速度a0。根據(jù)牛頓定律，可得a=g設(shè)經(jīng)歷時間t，傳達帶由靜止開始加速到速度等于v0，煤塊則由靜止加速到v，有v0=a0tv=at由于av0，物塊相對皮帶向左運動,其受力向右，向右加速。a=g=6m/s2，

14、若素來勻加速到皮帶右端時速度v2v022aL14m/sv皮v2，所以s3=v2t=5。6m故沒有共速，即走開皮帶時速度為練習(xí)6.以下列圖是長度為L8。0m水平傳達帶，其皮帶輪的半徑為R0。20m，傳達帶上部距地面的高度為h0.45m。一個旅行包(視為質(zhì)點）以v010m/s的初速度從左端滑上傳達帶。旅行包與皮帶間的動摩擦因數(shù)0.60。g取10m/s2。求:若傳達帶靜止,旅行包滑到B端時,若沒有人取包,旅行包將從B端滑落。包的落地點距B端的水平距離為多少？設(shè)皮帶輪順時針勻速轉(zhuǎn)動,當(dāng)皮帶輪的角速度值在什么范圍內(nèi)，包落地點距B端的水平距離向來為中所得的水平距離？若皮帶輪的角速度=40rad/s,旅行包落地點距B端的水平距離1又是多少？設(shè)皮帶輪以不同樣的角速度順時針勻速轉(zhuǎn)動，畫出旅行包落地點距B端的水平距離s隨角速度變化的圖象（的取值范圍從0到100rad/s）。學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精解:（1)傳達帶靜止時，包