高中物理難點(diǎn)分類解析傳送帶模型問題[經(jīng)典]-wenkub
2023-04-19 02:40:06 本頁面
【正文】 示，傳送帶與地面成夾角θ=30176。這樣的加速度只能維持到物體的速度達(dá)到10m/s為止，其對應(yīng)的時間和位移分別為：＜16m，以后物體受到的摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛏?，其加速度大小為（因?yàn)閙gsinθ＞μmgcosθ）。以10m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動，在傳送帶上端輕輕地放一個質(zhì)量m=㎏的物體，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=，已知傳送帶從A→B的長度L=16m，則物體從A到B需要的時間為多少？圖2—1【審題】傳送帶沿逆時針轉(zhuǎn)動，與物體接觸處的速度方向斜向下，物體初速度為零，所以物體相對傳送帶向上滑動（相對地面是斜向下運(yùn)動的），因此受到沿斜面向下的滑動摩擦力作用，這樣物體在沿斜面方向上所受的合力為重力的下滑分力和向下的滑動摩擦力，因此物體要做勻加速運(yùn)動。因此該摩擦力方向一定與物體運(yùn)動方向相反。關(guān)于物體所受滑動摩擦力的方向判斷有兩種方法：一是根據(jù)滑動摩擦力一定要阻礙物體間的相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢，先判斷物體相對傳送帶的運(yùn)動方向，可用假設(shè)法，若無摩擦，物體將停在原處，則顯然物體相對傳送帶有向后運(yùn)動的趨勢，因此物體要受到沿傳送帶前進(jìn)方向的摩擦力，由牛頓第三定律，傳送帶要受到向后的阻礙它運(yùn)動的滑動摩擦力；二是根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的作用效果來分析它的方向，物體只所以能由靜止開始向前運(yùn)動，則一定受到向前的動力作用，這個水平方向上的力只能由傳送帶提供，因此物體一定受沿傳送帶前進(jìn)方向的摩擦力，傳送帶必須要由電動機(jī)帶動才能持續(xù)而穩(wěn)定地工作，電動機(jī)給傳送帶提供動力作用，那么物體給傳送帶的就是阻力作用，與傳送帶的運(yùn)動方向相反。（1）若物體是靜置在傳送帶上，與傳送帶一起由靜止開始加速，若物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)較大，加速度相對較小，物體和傳送帶保持相對靜止，它們之間存在著靜摩擦力，物體的加速就是靜摩擦力作用的結(jié)果，因此物體一定受沿傳送帶前進(jìn)方向的摩擦力；若物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)較小，加速度相對較大，物體和傳送帶不能保持相對靜止，物體將跟不上傳送帶的運(yùn)動，但它相對地面仍然是向前加速運(yùn)動的，它們之間存在著滑動摩擦力，同樣物體的加速就是該摩擦力的結(jié)果，因此物體一定受沿傳送帶（2）前進(jìn)方向的摩擦力。（5）若物體與傳送帶保持相對靜止一起勻速運(yùn)動一段時間后，開始減速，因物體速度越來越小，故受到傳送帶提供的使它減速的摩擦力作用，方向與物體的運(yùn)動方向相反，傳送帶則受到與傳送帶運(yùn)動方向相同的摩擦力作用。當(dāng)物體加速到與傳送帶有相同速度時，摩擦力情況要發(fā)生變化，同速的瞬間可以看成二者間相對靜止，無滑動摩擦力，但物體此時還受到重力的下滑分力作用，因此相對于傳送帶有向下的運(yùn)動趨勢，若重力的下滑分力大于物體和傳送帶之間的最大靜摩擦力，此時有μ＜tanθ，則物體將向下加速，所受摩擦力為沿斜面向上的滑動摩擦力；若重力的下滑分力小于或等于物體和傳送帶之間的最大靜摩擦力，此時有μ≥tanθ，則物體將和傳送帶相對靜止一起向下勻速運(yùn)動，所受靜摩擦力沿斜面向上，大小等于重力的下滑分力。設(shè)物體完成剩余的位移所用的時間為，則，11m=解得：所以：。以10m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動，在傳送帶上端輕輕地放一個質(zhì)量m=㎏的物體，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=，已知傳送帶從A→B的長度L=16m，則物體從A到B需要的時間為多少？【審題】該題目的物理過程的前半段與例題1是一樣的，但是到了物體和傳送帶有相同速度時，情況就不同了，經(jīng)計(jì)算，若物體和傳送帶之間的最大靜摩擦力大于重力的下滑分力，物體將和傳送帶相對靜止一起向下勻速運(yùn)動，所受靜摩擦力沿斜面向上，大小等于重力的下滑分力。 【總結(jié)】關(guān)鍵要分析各階段物體所受摩擦力的大小和方向，μ＞tanθ=，第二階段物體將和傳送帶相對靜止一起向下勻速運(yùn)動。圖2—4這樣的加速度只能維持到物體的速度達(dá)到10m/s為止，其對應(yīng)的時間和位移分別為：，此時物休剛好滑到傳送帶的低端。以10m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動，在傳送帶下端輕輕地放一個質(zhì)量m=㎏的物體，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=，已知傳送帶從A→B的長度L=50m，則物體從A到B需要的時間為多少？【審題】傳送帶沿順時針轉(zhuǎn)動，與物體接觸處的速度方向斜向上，物體初速度為零，所以物體相對傳送帶向下滑動（相對地面是斜向上運(yùn)動的），因此受到沿斜面向上的滑動摩擦力作用，這樣物體在沿斜面方向上所受的合力為重力的下滑分力和向上的滑動摩擦力，因此物體要向上做勻加速運(yùn)動。設(shè)物體完成剩余的位移所用的時間為，則，50m－= 解得：，所以：。對輕輕放到運(yùn)動的傳送帶上的物體，由于相對傳送帶向后滑動，受到沿傳送帶運(yùn)動方向的滑動摩擦力作用，決定了物體將在傳送帶所給的滑動摩擦力作用下，做勻加速運(yùn)動，直到物體達(dá)到與皮帶相同的速度，不再受摩擦力，而隨傳送帶一起做勻速直線運(yùn)動。Ot2t11tv0v圖2—6例題6：一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。求此黑色痕跡的長度。再經(jīng)
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