高考物理光學(xué)傳送帶分析(編輯修改稿)
2024-12-15 00:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Q4=μmgs 3相 全過(guò)程產(chǎn)生的熱量為 Q=15(Q1＋ Q2＋ Q3)＋ (Q1＋ Q4),代入數(shù)據(jù)得 Q= 例 4.(05江蘇 )如圖所示 .繃緊的傳送帶始終保持 ／ s的恒定速率運(yùn)行，傳送帶的水平部分 AB距水平地面的高度為 A=行李包 (可視為質(zhì)點(diǎn) )由 A端被傳送到 B端，且傳送到 B端時(shí)沒(méi)有被及時(shí)取下，行李包從 B端水平拋出，不計(jì)空氣阻力， g取 lOm／ s2 (1)若行李包從 B端水平拋出的初速 v＝ ／ s，求它在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和飛出的水平距離； (2)若行李包以 v0＝ ／ s的初速?gòu)?A端向右滑 行，包與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ ＝ ，要 使它從 B端飛出的水平距離等于 (1)中所求的水 平距離，求傳送帶的長(zhǎng)度 L應(yīng)滿足的條件 . A B v L h 專題聚焦 解 :（ 1）設(shè)行李包在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 t，飛出的水平距離為 s，則 21h = gt2① s＝ vt ② 代入數(shù)據(jù)得： t＝ ③ s＝ ④ 2）設(shè)行李包的質(zhì)量為 m，與傳送帶相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為a，則滑動(dòng)摩擦力 F=μ mg=ma ⑤ 代入數(shù)據(jù)得：a＝ ⑥ 要使行李包從 B端飛出的水平距離等于（ 1）中所求水平距離，行李包從 B端飛出的水平拋出的初速度 v=設(shè)行李被加速到時(shí)通過(guò)的距離為 s0，則 22020 a s = v － v ⑦ 代入數(shù)據(jù)得 s0＝ ⑧ 故傳送帶的長(zhǎng)度 L應(yīng)滿足的條件為： L≥ ⑨ A B v L h 專題聚焦 （二）傾斜放置運(yùn)行的傳送帶 這種傳送帶是指兩皮帶輪等大，軸心共面但不在同一水平線上（不等高），傳送帶將物體在斜面上傳送的裝置．處理這類問(wèn)題，同樣是先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，再判斷摩擦力的方向是關(guān)鍵，正確理解題意和挖掘題中隱含條件是解決這類問(wèn)題的突破口．這類問(wèn)題通常分為：運(yùn)動(dòng)學(xué)型；動(dòng)力學(xué)型；能量守恒型． 例 5. 如圖所示，傳送帶與地面傾角 θ ＝ 370，從Ａ到Ｂ長(zhǎng)度為 16m，傳送帶以ｖ＝ 10m/s 的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) .在傳送帶上端Ａ無(wú)初速地放一個(gè)質(zhì)量為ｍ＝ 的物體，它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ ＝ . （ sin370＝ ） m A v B θ 專題聚焦 m A v B θ 解答： 物體放到傳送帶上后 ,開(kāi)始階段 ,由于傳送帶的速度大于物體的速度 , 傳送帶給物體一沿平行傳送帶向下的滑動(dòng)摩擦力 ,物體受力情況如圖所示． N f mg 物體由靜止加速，由牛頓第二定律 F＝ｍａ可知 Ｆ x＝ｍｇ sinθ ＋ｆ＝ｍ a1 ① Fy＝Ｎ－ｍｇ cosθ ＝ 0 ② f＝ μ Ｎ ③ 聯(lián)立得 a1＝ g(sinθ ＋ μcosθ)=10m/s 2 ④ 物體加速至與傳送帶速度相等所需的時(shí)間ｖ＝ a1t1 則 ｔ 1＝ v/a1＝ 1s．再由 S＝ 189。at12=189。 10 12＝ 5m， 由于 μ ＜ tanθ, 即 μmgcosθ﹤mgsinθ, 物體在重力作用下將繼續(xù)作加速運(yùn)動(dòng) . 專題聚焦 再由牛頓第二定律Ｆ＝ｍａ得： Ｆｘ＝ｍｇ sinθ －ｆ＝ｍａ 2 ⑤ ， Ｆｙ＝Ｎ－ｍｇ cosθ ＝ 0 ⑥ ， ｆ＝ μ Ｎ ⑦ 聯(lián)立得 ａ 2＝ｇ (sinθ － μcosθ) ＝ 2m/s2． 設(shè)后一階段物體滑至底端所用時(shí)間為ｔ 2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知 Ｌ－ S＝ 2221v t a t2 ，解得 ｔ 2＝ 1s(ｔ 2＝－ 11s舍去 )，所以物體由Ａ到Ｂ的時(shí)間 ｔ＝ｔ 1＋ｔ 2＝ 2s． 當(dāng)物體速度大于傳送帶速度時(shí)，傳送帶給物體一沿平行傳送帶向上的滑動(dòng)摩擦力．此時(shí)物體受力情況如圖所示． N f mg 專題聚焦 例 6. 某商場(chǎng)安裝了一臺(tái)傾角為 θ＝ 300的自動(dòng)扶梯，該扶梯在電壓為ｕ＝ 380V的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下以ｖ＝ ，電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率Ｐ ＝ ＝5A，若載人時(shí)扶梯的移動(dòng)速率和不載人時(shí)相同，則這臺(tái)自動(dòng)扶梯可同時(shí)乘載的最多人數(shù)為多少？（設(shè)人的平均質(zhì)量ｍ＝ 60kg，ｇ＝ 10ｍ /ｓ 2） 解答： 這臺(tái)自動(dòng)扶梯最多可同時(shí)載人數(shù)的意義是電梯仍能以ｖ＝ ． 按題意應(yīng)有電動(dòng)機(jī)以最大輸出功率工作，且電動(dòng)機(jī)做功有兩層作用：一是電梯不載人時(shí)自動(dòng)上升；二是對(duì)人做功． 由能量轉(zhuǎn)化守恒應(yīng)有：Ｐ 總 ＝Ｐ 人 ＋Ｐ 出
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