高一物理傳送帶問(wèn)題歸類(lèi)分析-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 ： a＝2 m/s2物塊在傳送帶上做加速度為a＝2 m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t， t＝ 代入數(shù)據(jù)可得：t＝4s（2）物塊放上傳送帶的開(kāi)始的一段時(shí)間受力情況如圖甲所示，前一階段物塊作初速為0的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a1 ，由牛頓第二定律，有mgsin37176?，F(xiàn)將一小物塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕輕放在傳送帶的a端，物塊A與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝．傳送帶沿圖甲所示方向以v＝2 m/s 的速度勻速運(yùn)動(dòng)，若物塊A始終未脫離傳送帶，試求小物塊A從a端被傳送到c端所用的時(shí)間？（取g＝10m/s2 ，sin37176。在具體的分析過(guò)程中應(yīng)該注意物塊在水平和傾斜傳送帶上的受力和運(yùn)動(dòng)情況的特點(diǎn)來(lái)分析，說(shuō)到底還是力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系問(wèn)題．變形傳送帶上的力與運(yùn)動(dòng)情況分析O11O2O3O10例6 如圖所示10只相同的輪子并排水平排列，圓心分別為OOO3…O10，已知O1O10=，水平轉(zhuǎn)軸通過(guò)圓心，所有輪子均繞軸以r/s的轉(zhuǎn)速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 點(diǎn)評(píng) 傳送帶上的能量問(wèn)題是有其特點(diǎn)的：其一是在傳送帶上的物體和傳送帶相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中是一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功；其二是這一對(duì)滑動(dòng)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(gè)是正功一個(gè)是負(fù)功；其三是一對(duì)摩擦力做功的代數(shù)和是負(fù)值，這表明機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化的量即是兩功差值的絕對(duì)值。當(dāng)然，在分析能量情況的基礎(chǔ)是要分析出工件在傳送帶的運(yùn)動(dòng)情況，這一點(diǎn)傾斜傳送帶和水平傳送帶的特點(diǎn)是不同的。命題專(zhuān)家的意圖是通過(guò)分析復(fù)雜的物理過(guò)程，找出各個(gè)過(guò)程中與之相關(guān)聯(lián)的條件，來(lái)考查考生的綜合分析能力．在入題時(shí)要分析清楚電動(dòng)機(jī)做的功提供了哪些能量：首先，小箱放入傳送帶之后與皮帶之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，需要克服摩擦力做功而產(chǎn)生熱量；其次，小箱從靜止到達(dá)與皮帶具有共同的速度而獲得動(dòng)能；最后，小箱被送到h高處增加了重力勢(shì)能；以上三個(gè)方面的能量都是電動(dòng)機(jī)做功的結(jié)果。這樣就應(yīng)該考慮鐵板的速度是否能達(dá)到和滾輪的線速度相等，若相等，之后鐵板上表面受到的即是靜摩擦力，鐵板將開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)。而且這個(gè)總功在求法上比一般的相互作用力的總功更有特點(diǎn)，一般的一對(duì)相互作用力的功為W＝f相s相對(duì)，而在傳送帶中一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的功W＝f相s（其中s為被傳送物體的實(shí)際路程）。 加工一塊鐵板電動(dòng)機(jī)消耗的電能：E=ΔEK+Q1+Q2其中ΔEK =mvm2 ， Q1＝F1s1 ，Q2＝F2L代入數(shù)據(jù)可得加工一塊鐵板電動(dòng)機(jī)消耗的電能：E =136J 點(diǎn)評(píng) 本題從表面上看并不是傳送帶的問(wèn)題，但在受力分析，運(yùn)動(dòng)情況分析，特別是能量轉(zhuǎn)化情況的分析上和傳送帶問(wèn)題有著及其相似的特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)情況的階段性、能量轉(zhuǎn)化的多樣性都是由摩擦力的特點(diǎn)決定的，一方面滑動(dòng)摩擦力的存在是要以相對(duì)運(yùn)動(dòng)存在為基礎(chǔ)的，一旦相對(duì)運(yùn)動(dòng)消失，摩擦力會(huì)發(fā)生變化進(jìn)而引起運(yùn)動(dòng)情況的變化；另一方面一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功就會(huì)使得機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，在Q＝fs相對(duì)中，相對(duì)路程s相對(duì)就等于被帶動(dòng)物體的實(shí)際路程。鐵板從一端放入工作臺(tái)的滾輪下，工作時(shí)滾輪對(duì)鐵板產(chǎn)生恒定的豎直向下的壓力為N＝100N，在滾輪的摩擦作用下鐵板由靜止向前運(yùn)動(dòng)并被壓軋出一淺槽。故電動(dòng)機(jī)在T時(shí)間內(nèi)做的功就可以轉(zhuǎn)化為易求的三種能量。（取g＝10 m/s2）分析 本題中電動(dòng)機(jī)消耗的電能向三個(gè)方面轉(zhuǎn)化，一是用于使傳送帶以v0＝2 m/s的速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；二是轉(zhuǎn)化為工件與傳送帶之間因滑動(dòng)摩擦力做功而產(chǎn)生的內(nèi)能；三是用于工件增加的機(jī)械能（含工件的重力勢(shì)能和動(dòng)能）；電動(dòng)機(jī)由于傳送工件多消耗的電能是指上述所列去向的二、三部分能量．解答 作出工件在傳送帶上受力如圖所示，f為皮帶給予工件的滑動(dòng)摩擦力，對(duì)工件, 根據(jù)牛頓第二定律，有：μmgcosθ－mg sinθ＝ma 代入數(shù)據(jù)解得： a＝ m/s2 工件達(dá)到傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)速度v0＝2 m/s時(shí)所用的時(shí)間t1＝ 代入數(shù)據(jù)解得： t1＝工件在傳送帶上加速運(yùn)動(dòng)的距離為s1＝ 代入數(shù)據(jù)解得： s1＝ m 故有: s1＜h/ sin30176。輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度為 n＝r/s 代入數(shù)據(jù)可得：v＝木板受到輪子的滑動(dòng)摩擦力f＝μmg ，木板在滑動(dòng)摩擦力的作用下做加速運(yùn)動(dòng)板運(yùn)動(dòng)的加速度 代入數(shù)據(jù)可得：a＝當(dāng)木板運(yùn)動(dòng)的速度與輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度v相等時(shí)，木板講作勻速運(yùn)動(dòng)。＝，即物塊所受到的滑動(dòng)摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，故物塊將沿傳送帶加速下滑． 解答 設(shè)物塊在水平傳送帶上加速的過(guò)程中的加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律有：μmg＝ma1 解得 : a1＝設(shè)物塊A做運(yùn)加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1 ，t1＝ 解得： t1＝ s 設(shè)物塊A相對(duì)傳送帶加速運(yùn)動(dòng)的位移為s1，則s1＝ 解得： s1＝ m當(dāng)A的速度達(dá)到2 m/s時(shí)，A將隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，A在傳送帶水平段勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2 ，t2＝＝ 解得： t2＝ A在bc段受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，其大小為μmg cos37176。＝ma2 ,解得a2＝2m/s2 ，設(shè)后階段物塊下滑到底端所用的時(shí)間為t2．由L－s＝vt2＋a2t/2，解得t2＝1s 另一解－11s 不合題意舍去．所以物塊從A到B的時(shí)間為：t＝t1＋t2＝2s點(diǎn)評(píng) 解答本題的關(guān)鍵是分析摩擦力的方向，以及摩擦力向上和向下的條件。（沿傳送帶向上的摩擦力）, 故后一階段物塊在傳送帶上仍然做勻加速運(yùn)動(dòng)，但加速度的大小與前一段不同．解析 (1) 當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)物塊的加速度為a ，物塊受到傳送帶給予的滑動(dòng)摩擦力μmgcos37176。解題的關(guān)鍵是弄清題中所求“傳送帶上留下的黑色痕跡的長(zhǎng)度”實(shí)為煤塊相對(duì)于傳送帶的位移．審清題意，選好研
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