高一物理傳送帶問(wèn)題歸類分析-在線瀏覽
2025-05-25 01:57本頁(yè)面
【正文】 μmg=ma 代入數(shù)據(jù)可得：a＝6 m/s2 t1＝ 代入數(shù)據(jù)可得：t＝1s此時(shí)旅行包通過(guò)的位移為s1 ，由勻減速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，有 s1＝＝7 m 代入數(shù)據(jù)可得：s1＝7 m＜L 可知在勻減速運(yùn)動(dòng)階段，旅行包沒(méi)有滑離傳送帶，此后旅行包與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2 ，則t2＝ 代入數(shù)據(jù)可得：t＝ s 故：旅行包在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t＝t1＋t2＝ s 點(diǎn)評(píng) 例2與例1最大的區(qū)別是被運(yùn)送的物體的初速度比傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度要大得多，這一題設(shè)條件的變化，直接影響到工件在傳送帶上所受的滑動(dòng)摩擦力的方向，此時(shí)摩擦力所起到的作用不是例1中使物體加速，而是使物體減速．顯而易見(jiàn)初始運(yùn)動(dòng)情況會(huì)影響受力情況，進(jìn)而影響后來(lái)的運(yùn)動(dòng)情況．例3（2006年全國(guó)理綜I第24題）一水平的淺色長(zhǎng)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(dòng)摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其速度達(dá)到v0后，便以此速度做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)。根據(jù)牛頓第二定律，可得 ①設(shè)經(jīng)歷時(shí)間t，傳送帶由靜止開(kāi)始加速到速度等于v0，煤塊則由靜止加速到v，有 ② ③由于，故，煤塊繼續(xù)受到滑動(dòng)摩擦力的作用。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，選好研究對(duì)象，分析清楚物理過(guò)程，在此基礎(chǔ)上，可從不同的角度來(lái)解答．解法一運(yùn)用力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)，屬常規(guī)解法；解法二則運(yùn)用速度圖象，直觀簡(jiǎn)捷，甚至可一步寫(xiě)出解題結(jié)果．本題取材于生活實(shí)際，以“力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系”的知識(shí)為載體，著眼于考查學(xué)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(lái)解決實(shí)際問(wèn)題能力。角，AB長(zhǎng)為L(zhǎng)＝16m的傳送帶以恒定速度v＝10m/s運(yùn)動(dòng)，在傳送帶上端A處無(wú)初速釋放質(zhì)量為m＝，物塊與帶面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝，求：（1）當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊從A到B所經(jīng)歷的時(shí)間為多少？ （2）當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊從A到B所經(jīng)歷的時(shí)間為多少？ (sin37176。＝，取g＝10 m/s2)．分析 （1）當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 傳送帶相對(duì)物塊向上運(yùn)動(dòng)，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。故物塊向下作初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)直到B處．（2）當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，初速度為0的物塊放上傳送帶時(shí)，由于傳送帶相對(duì)物塊向下運(yùn)動(dòng)，傳送帶受到物塊的摩擦力方向沿傳送帶向上，物塊受到的摩擦力方向沿傳送帶向下，物塊先做加速度為a1的勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到10m/s后，因沿傳送帶向下的重力分力mgsin37176。（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。根據(jù)牛頓第二定律，有：mg sin37176。＝ma 代入數(shù)據(jù)可得： 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。=ma1 , 解得：a1 ＝10m/s2,設(shè)物塊加速時(shí)間為t1 ，則t1 ＝， 解得：t1=1s 因位移s1==5m＜16m ,說(shuō)明物塊仍然在傳送帶上．設(shè)后一階段物塊的加速度為a2, 當(dāng)物塊速度大于傳送帶速度時(shí)，其受力情況如圖乙所示．由牛頓第二定律，有：mg sin37176。＝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。如：由本題中給出的μ和θ值可作出以下判斷：當(dāng)μ≥tanθ時(shí)，物塊在加速至與傳送帶速度相同后，物塊將與傳送帶相對(duì)靜止，并同傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)μ＜tanθ時(shí)，物塊在獲得與傳送帶相同的速度后仍繼續(xù)加速．（3）滑動(dòng)摩擦力的方向并不總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，而是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)?，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。＝ ）圖乙圖甲圖丙分析 物塊A在水平ab段受到沿傳送帶運(yùn)動(dòng)方向的滑動(dòng)摩擦力作用，受力情況如圖乙所示，A先在傳送帶上做勻加速運(yùn)動(dòng)滑動(dòng)一段距離，直到A的速度達(dá)到與傳送帶做勻速運(yùn)動(dòng)的速度相同，此后A將隨傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)．物塊A在傳送帶傾斜段bc之間運(yùn)動(dòng)，受力情況如圖丙所示。＝，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
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