公開課-傳送帶模型

[例1]如圖所示，水平放置的傳送帶以速度v=2m/s向右運(yùn)行，現(xiàn)將一小物體輕輕地放在傳送帶A端，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，若A端與B端相距4m，則物體由A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間和物體到達(dá)B端時(shí)的速度是多少？第一頁第二頁，共15頁。[變式1]如圖所示，一水平傳送帶以速度v＝2m/s勻速向右運(yùn)動(dòng)，把A處的工件運(yùn)送到B處，A、B相距L＝10m，把工件無初速放到A處，經(jīng)6s能傳到B處，則：（1）物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是多少（2）若想在最短的時(shí)間把工件從A處傳送到B處，求傳送帶的運(yùn)行速度至少多大？ABv第二頁第三頁，共15頁。1．水平傳送帶模型情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(1)v0>v時(shí)，可能一直減速，也可能先減速再勻速(2)v0<v時(shí)，可能一直加速，也可能先加速再勻速情景3(1)傳送帶較短時(shí)，滑塊一直減速達(dá)到左端(2)傳送帶較長時(shí)，滑塊還要被傳送帶傳回右端。其中v0>v返回時(shí)速度為v，當(dāng)v0<v返回時(shí)速度為v0第三頁第四頁，共15頁。[變式2]如圖所示，水平放置的傳送帶以速度v=2m/s向右運(yùn)行，現(xiàn)一小物體從B端以V0=4m/s的速度向左滑上傳送帶，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，若A端與B端相距4m，則物體在傳送帶上滑行的時(shí)間是多少？第四頁第五頁，共15頁。2.傾斜傳送帶模型情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能先以a1加速后以a2加速第五頁第六頁，共15頁。2.傾斜傳送帶模型情景3情景4(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能一直勻速(4)可能先以a1加速后以a2加速(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先減速后反向加速第六頁第七頁，共15頁。[例2]如圖所示為上下兩端相距L＝5m，傾角α＝30°，始終以v＝3m/s的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶(傳送帶始終繃緊)。將一物體放在傳送帶的上端由靜止釋放滑下，經(jīng)過t＝2s到達(dá)下端，重力加速度g取10m/s2，求：(1)傳送帶與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)如果將傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，速率至少多大時(shí)，物體從傳送帶上端由靜止釋放能最快地到達(dá)下端。第七頁第八頁，共15頁。受力分析，畫示意圖列牛頓第二定律方程圖3－2－9第八頁第九頁，共15頁。由運(yùn)動(dòng)情況判斷受力情況，進(jìn)而判斷摩擦力方向，再由牛頓第二定律列方程求解。第九頁第十頁，共15頁。[變式3]如圖所示，傳送帶與地面的傾角θ=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μ=0.5，求物體從A端運(yùn)動(dòng)到B端所需的時(shí)間是多少？(sin37°=0.6，cos37°=0.8)第十頁第十一頁，共15頁。[題后悟道]對(duì)于傳送帶問題，一定要全面掌握上面提到的幾類傳送帶模型，尤其注意要根據(jù)具體情況適時(shí)進(jìn)行討論，看一看有沒有轉(zhuǎn)折點(diǎn)、突變點(diǎn)，做好運(yùn)動(dòng)階段的劃分及相應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析。第十一頁第十二頁，共15頁。3.傳送帶模型中的功能關(guān)系幾個(gè)重要的功能關(guān)系功能量的變化合外力做正功增加重力做正功減少彈簧彈力做正功減少電場力做正功減少其他力(除重力、彈力外)做正功增加一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的功增加動(dòng)能重力勢能彈性勢能電勢能機(jī)械能內(nèi)能知識(shí)回顧Q=f滑·S相對(duì)第十二頁第十三頁，共15頁。[變式4]如圖9所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角θ＝30°，皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，始終保持v0＝2m/s的速率運(yùn)行，現(xiàn)把一質(zhì)量為m＝10kg的工件(可看做質(zhì)點(diǎn))輕輕放在皮帶的底端，經(jīng)過時(shí)間t＝1.9s，工件被傳送到h＝1.5m的高處，取g＝10m/s2，求：（1）