高一物理傳送帶問題歸類分析-wenkub
2023-04-22 01:57:17 本頁面
【正文】 時針轉動時， 傳送帶相對物塊向上運動，故傳送帶受到物塊的摩擦力沿傳送帶向下，物塊受傳送帶的摩擦力方向向上，由于mgsin37176。解題的關鍵是弄清題中所求“傳送帶上留下的黑色痕跡的長度”實為煤塊相對于傳送帶的位移．審清題意，選好研究對象，分析清楚物理過程，在此基礎上，可從不同的角度來解答．解法一運用力和運動的觀點，屬常規(guī)解法；解法二則運用速度圖象，直觀簡捷，甚至可一步寫出解題結果．本題取材于生活實際，以“力和運動的關系”的知識為載體，著眼于考查學生的理解能力、推理能力、綜合分析能力、建立理想化模型用來解決實際問題能力?，F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運動，當其速度達到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。如圖所示為水平傳送帶裝置示意圖，繃緊的傳送帶AB始終保持v0＝2 m/s的恒定速率運行，一質量為m的工件無初速度地放在A處，傳送帶對工件的滑動摩擦力使工件開始做勻加速直線運動，設工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ＝ ,AB的之間距離為L＝10m ，g取10m/s2 ．求工件從A處運動到B處所用的時間．分析 工件無初速度地放在傳送帶上，由于傳送帶以2 m/s的恒定速度勻速運動，工件在傳送帶上受到傳送帶給予的滑動摩擦力作用做勻加速運動，當工件加速到與傳送帶速度相等時，如果工件沒有滑離傳送帶，工件在傳送帶上再不相對滑動，兩者一起做勻速運動．解答 設工件做加速運動的加速度為a ，加速的時間為t1 ，加速運動的位移為l ，根據(jù)牛頓第二定律，有：μmg=ma 代入數(shù)據(jù)可得：a＝2 m/s2 工件加速運動的時間t1＝ 代入數(shù)據(jù)可得： t1＝1s 此過程工件發(fā)生的位移l =at12 代入數(shù)據(jù)可得：l＝1m 由于l＜L，所以工件沒有滑離傳送帶設工件隨傳送帶勻速運動的時間為t2 ，則t2＝ 代入數(shù)據(jù)可得：t2＝所以工件從A處運動到B處的總時間t＝t1＋t2＝ s點評 這是一道傳送帶以恒定速度運轉，而被運送的工件初速度為0的實際問題，解決這類問題首先要對被運送的工件進行受力分析，由工件的受力情況判斷出工件的運動性質，然后根據(jù)運動性質求解待求物理量。 V＜0，即V0＜ 時，物體將不會從傳送帶的另一端離開而從進入端離開，其可能的運動情形有： V ≥ 0，即V0≥時，物體將一直做減速運動直到從傳送帶的另一端離開傳送帶。 V0＜ v帶＜ 時，物體在傳送帶上將先加速后勻速。 v帶 ≥時，物體在傳送帶上將一直加速。假定物體從開始置于傳送帶上一直加速到離開傳送帶，則其離開傳送帶時的速度為v＝，顯然有： v帶＜ 時，物體在傳送帶上將先加速，后勻速。一對滑動摩擦力做的總功等于機械能轉化成熱能的值。因此，電動機由于傳送工件多消耗的電能就包括了工件增加的動能和勢能以及摩擦產生的熱量。（2） 傳送帶特點：傳送帶的運動不受滑塊的影響，因為滑塊的加入，帶動傳送帶的電機要多輸出的能量等于滑塊機械能的增加量與摩擦生熱的和。 （三）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帶相同的時刻），對于傾斜傳送帶模型要分析mgsinθ與f的大小與方向。 、Q的正確理解 （a）傳送帶做的功：WF=F而且這個總功在求法上比一般的相互作用力的總功更有特點，一般的一對相互作用力的功為W＝f相s相對，而在傳送帶中一對滑動摩擦力的功W＝f相s，其中s為被傳送物體的實際路程，因為一對滑動摩擦力做功的情形是力的大小相等，位移不等（恰好相差一倍），并且一個是正功一個是負功，其代數(shù)和是負值，這表明機械能向內能轉化，轉化的量即是兩功差值的絕對值。 V0≠ 0，且V0與V帶同向 （1）V0＜ v帶時，同上理可知，物體剛運動到帶上時，將做a =μg 的加速運動，假定物體一直加速到離開傳送帶，則其離開傳送帶時的速度為V＝ ，顯然有： 此種情形下，物體剛運動到傳送帶上時將做加速度大小為 的減速運動，假定物體一直減速到離開傳送帶，則其離開傳送帶時的速度為V＝ ，顯然：一般情況下，工件在傳送帶上有兩種運動形式，一是勻加速運動，二是勻速運動。求此黑色痕跡的長度．解法1 力和運動的觀點根據(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a小于傳送帶的加速度a0?？梢姳绢}很好地考查了考生的物理素養(yǎng)和學以致用的能力，堪稱一道聯(lián)系實際且立意高的好題．傾斜傳送帶上的力與運動情況分析370AB例4．如圖所示，傳送帶與水平方向夾37176。＞μmgcos37176。方向沿斜面向上且小于物塊重力的分力mg sin37176。＋μmgcos37176。從本題的解答過程中我們可以得到以下三點啟示：（1）解答“運動和力”問題的關鍵是要分析清楚物體的受力情況和運動情況，弄清所給問題的物理情景．加速度是動力學公式和運動學公式之間聯(lián)系的橋梁．（2）審題時應注意對題給條件作必要的定性分析和半定量的分析。＝ ,cos37176。設A沿bc段下滑的加速度為a2，根據(jù)牛頓第二定律有， mg sin37176。、木板左端恰好與O1豎直對齊，試求：.木板水平移動的總時間（不計軸與輪間的摩擦，g取10m/s2）. 分析 木板無初速置于輪子上，而輪子的邊緣有速度，故木板應該受到輪子的滑動摩擦力的作用加速運動，由于滑動摩擦力存在的前提是物體間存在相對速度，故應考慮木板的速度能否增大到和輪子的線速度相等，另外應注意到輪子對木板的總支持力還是等于木板的重力，所以本題實際也是一個傳送帶問題。由以上推理得：板在輪子上作勻加速運動的時間為，代入數(shù)據(jù)可得：t＝1s木
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