资源简介

英恋物理
考物理顶层
考点考向通01
牛顿第二定律的应用一传送带问题
资料编号:116
动力学中与传送带相关的解题技巧和思路
习题编号:116
(1)明确速度相等时摩擦力发生突变
(2)正确画出摩擦力的方向,搞清摩擦力的种类和大
(3)对于傾斜的传送带还需要判断μ和tamnθ之间的关
(4)充
【模型一】物体轻放在传送带的一端,由静止开始运动。
【判别】
物体一直加速,直到从右侧滑
L
L
L
(2)若
右侧
g
【拓展】
(1)v>v时,可能一直减速
能先减速再匀速
(2)v0能先加速再匀速
英恋物理
《高考物理顶层
系列资料考点考向通02
【模型二】物体以与传送带相反的速度滑上传送带
(1)传送带较短时,滑块一直减
左端
论】无论v如何,物体到达A点的速度为
(2)传送带较
块先减速到
1:物体的速度减为0,此时物体的位移最大
l2:物体和传送带共速,此时相对位移最大
物体返
t1:物体的速度减为0,此时物体的位移最大;
t2:物体返回到A点。
【结论】传送带较长时,滑块还要被传送带传回右端。其中v>返回时速度
为,当n2返回时速度为2
【例1】(多选)如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率
初速度大
的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送
小物块滑上传送带
开始计时,小物块在传送带上运动的ⅴ-t图象(以地面为参考系)如图乙所示
O
传送带上观察者来看
小物块速率为零
时间内,小物块受到的摩擦
变
见察者来看,t1时刻小物块速率为零,受摩擦力也为零
内,小物块不受摩擦力
英恋物理
《高考物理顶层
系列资料考点考向通03
【模型三】倾斜传
必须判断
从而得到共速后物体
传送带长度有限
物体一直加速
速过
速过程
6
情况二、传送带长度足够长
物体先加速再匀速
速
L
送带长度足够长
体先加速再加速
【拓展】
加速下
)传送带长度有限,物
tan0,物
匀速下
体一直加遠上
带长度足够长
(2)传送带长度足够长
物体先减速到0,后反向加速
物体先加速再匀速上滑
度有限,10v
直加速下滑
传送带长度足够长,μtanθ,vν,物体先加速再匀速下滑
(3)tan0,v=v,物体一直匀速
度足
vv,物体先加速再加速下滑
度
u>tane
物体先减速再匀速
英恋物理
《高考物理顶层
系
考点考向通04
【例2】某企业的生产车间在楼上,为了将
快捷地运送到地面,专门安装了传送带设
已知
带与水平面的夹角
常的运行速度是
在传送带的
端轻轻放
物体(可视为质点),已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为
距离s=16m。试分析计算:(已知sin37°=0
如果传送带停止运
物体从A端运动到B端的时间和速度
(2)如果传送带沿顺时针方向正常转动,小物体从A端运动到
时间和速度
(3)如果传送带沿逆时针方向正常转动,小物体从A端运动到B端的
时间和速度
B○【例3】如图所示,水平传送带A、B两端相距s=2m,工件(可以看作质点)与传送带间的
摩擦因数
要使工件达到B端,工件水平滑上A端瞬时速度至少多大
(2)若传送带以ⅴ=1ms的速度顺时针匀速转动,将工件轻轻放于传送带A端,则工件由A
端被传送到B端所用时间为
(3)调节传送带的速度ⅴ可以改变工件从A端被传送到B端所用的时
忽
放于
端速度的条
定性说明时间t与传送带速度v的关系,并且若要用最短时
送工
传送带匀谏转动时速度v的最小值
【例4】(多选)在一水平向右匀速运动的传送带的左端A点,每隔相同的时
轻放
的工件。已知工件与传送带间动摩擦因数为μ,工件质量为m。经测量
面
那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为L.已知重力加速度为g,下列
断正确
A.传送带的速度大小为上
B.工件在传送带上加速时间为
每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为mgL
D.传送带因传送每一个工件而多消耗的能量为绝密★启用前
116
牛顿第二定律的应用—传送带问题(习题)
【例1】（2017秋?和平区校级月考）如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v﹣t图象（以地面为参考系）如图乙所示．已知v2＞v1，则（　　）
A．在传送带上观察者来看，t1时刻小物块速率为零
B．0﹣t2时间内，小物块受到的摩擦力方向不变
C．在地面上观察者来看，t1时刻小物块速率为零，受摩擦力也为零
D．t2﹣t3时间内，小物块不受摩擦力
【考点】27：摩擦力的判断与计算；37：牛顿第二定律．版权所有
【专题】11：计算题；32：定量思想；43：推理法；522：牛顿运动定律综合专题．
【分析】根据图象得到小物块的速度，进而得到小物块和传送带的相对运动，从而得到小物块的摩擦力方向．
【解答】解：A、t1时刻小物块速度向左减速度到零，此时传送带的速度为v1，故在传送带上观察者来看，物块具有向左的速度，故A错误；
B、0～t1，小物体速度向左运动，摩擦力向右；t1～t2，小物体向右运动，速度小于传送带速度，小物体相对传送带向左运动，摩擦力方向向右；故B正确
C、在地面上观察者来看，t1时刻小物块速率为零，t1～t2，小物体向右运动，速度小于传送带速度，小物体相对传送带向左运动，摩擦力方向向右；故C错误；
D、t2～t3，小物体的速度等于传送带速度，保持相对静止，随传动带一起向右做匀速运动，摩擦力为零；故D正确
故选：BD。
【点评】物体运动学问题，一般需要对物体进行受力分析，然后将物体受力情况与运动情况通过牛顿第二定律联立求解．
1．如图甲，倾角为θ的传送带始终以恒定速率v2逆时针运行，t=0时初速度大小为v1（v1＞v2）的小物块从传送带的底端滑上传送带，其速度随时间变化的v﹣t图象如图乙，则（　　）
A．0~t3时间内，小物块所受到的摩擦力始终不变
B．小物块与传送带间的动摩擦因数满足μC．t2时刻，小物块离传送带底端的距离达到最大
D．小物块返回传送带底端时的速率小于v1
1．BD
【例2】（2018秋?金安区校级期末）某企业的生产车间在楼上，为了将工件方便快捷地运送到地面，专门安装了传送带设备，如图所示。已知传送带与水平面的夹角θ＝37°，正常的运行速度是v＝10m/s。现在传送带的A端轻轻放上一个小物体（可视为质点），已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5，A、B间距离s＝16m。试分析计算：（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2）
（1）如果传送带停止运行，小物体从A端运动到B端的时间；
（2）如果传送带沿顺时针方向正常转动，小物体从A端运动到B端的时间；
（3）如果传送带沿逆时针方向正常转动，小物体从A端运动到B端的时间。
【考点】39：牛顿运动定律的综合应用．版权所有
【专题】522：牛顿运动定律综合专题．
【分析】（1）（2）对物体受力分析，根据物体的受力的情况求得物体的加速度的大小，根据运动学的规律可以求得物体运动的时间。
（3）传送带沿逆时针方向转动时，物体的受到摩擦力的方向会发生变化，根据摩擦力变化前和变化后的不同的受力，求出加速度的大小，再计算运动的时间即可。
【解答】解：（1、2）对放在传送带上的小物体进行受力分析，
小物体沿传送带向下滑动时，无论传送带时静止还是沿顺时针分析正常转动，小物体的受力情况完全一样，
都是在垂直传送带的方向受力平衡，受到沿传送带向上的滑动摩擦力，
如图甲所示，
根据牛顿第二定律，小物体沿传送带下滑的加速度为：
a1＝＝g（sinθ﹣μcosθ）＝10×（0.6﹣0.5×0.8）m/s2＝2m/s2，
小物体从A端运动到B端做初速度为零的匀加速直线运动，设需要的时间为t，则
s＝a1t2，
t＝＝s＝4s
（3）当传送带沿逆时针方向正常转动时，开始时，传送带作用于小物体的摩擦力沿传送带向下，
小物体下滑的加速度a2＝g（sinθ+μcosθ）＝10m/s2
小物体加速到与传送带运行速度相同是需要的时间为
t1＝＝s＝1s，
在这段时间内，小物体沿传送带下滑的距离为s1＝at2＝×10×1＝5m
由于
μ＜tanθ，
此后，小物体沿传送带继续加速下滑时，它相对于传送带的运动的方向向下，
因此传送带对小物体的摩擦力方向有改为沿传送带向上，
如图乙所示，
其加速度变为a1＝g（sinθ﹣μcosθ）＝10×（0.6﹣0.5×0.8）m/s2＝2m/s2
小物体从该位置起运动到B端的位移为s﹣s1＝16m﹣5m＝11m
小物体做初速度为v＝10m/s、加速度为a1的匀加速直线运动，
由s﹣s1＝vt2+a1t22
代入数据，解得t2＝1s（t2＝﹣11s舍去）
所以，小物体从A端运动到B端的时间为t＝t1+t2＝2s。
答：（1）如果传送带停止运行，小物体从A端运动到B端的时间为4s；
（2）如果传送带沿顺时针方向正常转动，小物体从A端运动到B端的时间为4s；
（3）如果传送带沿逆时针方向正常转动，小物体从A端运动到B端的时间为2s。
【点评】本题中最容易出错的地方在第三问的计算，在第三问中，物体受到的摩擦力的方向是变化的，从而导致物体的运动的加速度不同，物体运动的情况也就不同，根据前后两种不同的运动计算时间即可。
【例3】（2019秋?东城区期末）如图所示，水平传送带A、B两端相距s＝2m，工件（可以看作质点少与传送带间的滑动摩擦因数μ＝0.1．（g＝10m/s2）问：
（1）若传送带不转动，要使工件达到B端，工件水平滑上A端瞬时速度至少多大？
（2）若传送带以v＝1m/s的速度顺时针匀速转动，将工件轻轻放于传送带A端，则工件由A端被传送到B端所用时间为多少？
（3）调节传送带的速度v可以改变工件从A端被传送到B端所用的时间1，在忽略工件轻放于A端速度的条件下，定性说明时间t与传送带速度v的关系，并且若要用最短时间t传送工件，计算传送带匀谏转动时速度v的最小值。
【考点】1G：匀变速直线运动规律的综合运用；37：牛顿第二定律．版权所有
【专题】32：定量思想；4C：方程法；522：牛顿运动定律综合专题；61：理解能力．
【分析】（1）若传送带不转动，要使工件达到B端，根据速度位移关系求解速度大小；
（2）若传送带以v＝1m/s的速度顺时针匀速转动，求出工件达到与传送带速度相等经过的时间和匀速运动的时间，即可得到工件由A端被传送到B端所用时间；
（3）分析工件的运动情况，若要用最短时间传送工件，工件一直加速到与传送带速度相等达到B端，根据速度位移关系求解。
【解答】解：只要工件相对于传送带相对运动，工件的加速度大小不变，设工件加速度大小为a，
根据牛顿第二定律可得：μmg＝ma
解得：a＝1m/s2；
（1）若传送带不转动，要使工件达到B端，工件在A端的速度最小时达到B端速度为零，
根据速度位移关系可得：vA2＝2as
解得：vA＝2m/s；
（2）若传送带以v＝1m/s的速度顺时针匀速转动，将工件轻轻放于传送带A端，则：
达到与传送带速度相等经过的时间t1＝＝1s
此过程的位移x1＝＝0.5m
匀速运动的时间为t2＝＝1.5s
所以工件由A端被传送到B端所用时间为t＝t1+t2＝2.5s；
（3）在忽略工件轻放于A端速度的条件下，随着传送带的速度增大，到达B端的时间减小；但传送带速度达到一定值时，传送带速度增加，达到B端的时间不变；
若要用最短时间传送工件，传送带匀速转动时速度的最小值为vmin，此时工件一直加速到与传送带速度相等达到B端。
根据速度位移关系可得：vmin2＝2as
解得：vmin＝2m/s。
答：（1）若传送带不转动，要使工件达到B端，工件水平滑上A端瞬时速度至少为2m/s；
（2）若传送带以v＝1m/s的速度顺时针匀速转动，将工件轻轻放于传送带A端，则工件由A端被传送到B端所用时间为2.5s；
（3）随着传送带的速度增大，到达B端的时间减小；但传送带速度达到一定值时，传送带速度增加，达到B端的时间不变；传送带匀速转动时速度的最小值为2m/s。
【点评】本题是动力学问题，关键根据加速度方向与速度方向的关系，理清物体的运动情况，运用牛顿第二定律和运动学公式求解。
【例4】（2016?九江二模）在一水平向右匀速运动的传送带的左端A点，每隔相同的时间T，轻放上一个相同的工件。已知工件与传送带间动摩擦因数为μ，工件质量为m。经测量，发现后面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为L．已知重力加速度为g，下列判断正确的有（　　）
A．传送带的速度大小为
B．工件在传送带上加速时间为
C．每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为
D．传送带因传送每一个工件而多消耗的能量为
【考点】1D：匀变速直线运动的速度与时间的关系；37：牛顿第二定律；6B：功能关系．版权所有
【专题】52O：传送带专题．
【分析】工件在传送带上先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，每个工件滑上传送带后运动的规律相同，通过x＝vT求出传送带的速度；根据匀加速度知识求得运动的时间，根据工件和传送带之间的相对路程大小，求出摩擦产生的热量；根据能量守恒知，多消耗的能量一部分转化为工件的动能，一部分转化为摩擦产生的内能。
【解答】解：A、工件在传送带上先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，每个工件滑上传送带后运动的规律相同，可知x＝vT，解得传送带的速度v＝．故A正确。
B、设每个工件匀加速运动的时间为t，根据牛顿第二定律得，工件的加速度为μg，根据v＝v0+at，解得：t＝．故B错误。
C、工件与传送带相对滑动的路程为：，
则摩擦产生的热量为：Q＝．故C错误。
D、根据能量守恒得，传送带因传送一个工件多消耗的能量E＝，在时间t内，传送工件的个数n＝，则多消耗的能量．故D正确。
故选：AD。
【点评】解决本题的关键知道工件在传送带上的运动规律，知道各个工件在传送带上的运动规律相同，结合牛顿第二定律、运动学公式、能量守恒综合求解。
第1页（共1页）

展开更多......

收起↑