傳送帶問(wèn)題分類解析

傳送帶是應(yīng)用比較廣泛的一種傳送裝置,以其為素材的物理題大都具有情景模糊、條件隱蔽、過(guò)程復(fù)雜的特點(diǎn)。2003年高考最后一題的傳送帶問(wèn)題,讓很多考生痛失22分,也使傳送帶問(wèn)題成為人民關(guān)注的熱點(diǎn)。但不管傳送帶如何運(yùn)動(dòng),只要我們分析清楚物體所受的摩擦力的大小、方向的變化情況,就不難分析物體的狀態(tài)變化情況。因?yàn)椴煌姆胖,傳送帶上物體的受力情況不同,導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)情況也不同,現(xiàn)將傳送帶按放置情況分析如下:

下面就此類問(wèn)題分析總結(jié)如下:

一、水平傳送帶問(wèn)題的變化類型

例1.如圖,水平傳送帶兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸心相距20m,正在以v4.0m/s的速度勻速傳動(dòng),某物塊兒(可視為質(zhì)點(diǎn))與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,將該物塊兒從傳送帶左端無(wú)初速地輕放在傳送帶上,則經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間物塊兒將到達(dá)傳送帶的右端(g=10m/s2) ?

解析:物塊放到傳送帶上后先做勻加速運(yùn)動(dòng),若傳送帶足夠長(zhǎng),勻加速運(yùn)動(dòng)到與傳送帶同速后再與傳送帶一同向前做勻速運(yùn)動(dòng)

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物塊勻加速間=4s

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物塊勻加速位移=8m

20m>8m    ∴以后小物塊勻速運(yùn)動(dòng)

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物塊勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

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∴物塊到達(dá)傳送帶又端的時(shí)間為:

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例2.(1)題中,若水平傳送帶兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸心相距為2.0m,其它條件不變,則將該物體從傳送帶左端無(wú)初速地輕放在傳送帶上,則經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間物體將到達(dá)傳送帶的右端(g=10m/s2)?

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解析:若平傳送帶軸心相距2.0m,則根據(jù)上題中計(jì)算的結(jié)果則2m<8m,所以物塊在兩迷的位移內(nèi)將一直做勻加速運(yùn)動(dòng),因此

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例3.(1)題中,若提高傳送帶的速度,可以使物體從傳送帶的一端傳到另一端所用的時(shí)間縮短。為使物體傳到另一端所用的時(shí)間最短,傳送帶的最小速度是多少?

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解析:當(dāng)物體一直做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),到達(dá)傳送帶另一端所用時(shí)間最短,所以傳送帶最小速度為:

變式訓(xùn)練:如圖,一物塊沿斜面由H高處

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由靜止滑下,斜面與水平傳送帶相連處為光滑

圓弧,物體滑離傳送帶后做平拋運(yùn)動(dòng),當(dāng)傳送

帶靜止時(shí),物體恰落在水平地面上的A點(diǎn),則

下列說(shuō)法正確的是(BC)。

A.當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體落點(diǎn)一定在

A點(diǎn)的左側(cè)

B.當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體落點(diǎn)一定落在A點(diǎn)

C.當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體落點(diǎn)可能落在A點(diǎn)

D.當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體落點(diǎn)一定在A點(diǎn)的右側(cè)

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二.傾斜傳送帶問(wèn)題的變化類型

例1:如圖所示,傾斜傳送帶與水平方向的夾角為θ=37°,將一小物塊輕輕放在正在以速度v=10m/s勻速逆時(shí)針傳動(dòng)的傳送帶的上端,物塊和傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為µ=0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力的大。瑐魉蛶善л嗇S心間的距離為L29m,求將物塊從頂部傳到傳送帶底部所需的時(shí)間為多少(g=10m/s2) ?

 

解析:物塊放到傳送帶上后,沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),開(kāi)始相對(duì)于傳動(dòng)帶向后運(yùn)動(dòng),受到的摩擦力向前(物體受力如圖所示),所以:

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    (1)

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;(2)

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      (3)

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(4)

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由以上四式可得:

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當(dāng)物體加速到與傳送帶同速時(shí),位移為:

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物塊加速到與傳送帶同速后,由于,所以物塊相對(duì)于傳送帶向下運(yùn)動(dòng),摩擦力變?yōu)檠匦泵嫦蛏希ㄊ芰θ鐖D示)所以加速度為

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因此物體運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為

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例2:上題中若,物塊下滑時(shí)間為多少?

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解析:若,開(kāi)始(即物塊與傳送帶同速前)物體運(yùn)動(dòng)情況與上題相同,即,當(dāng)物塊與傳送帶同速后,由于,所以物塊與傳送帶同速后與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng),則,因此時(shí)間為:

變式訓(xùn)練:(如圖所示)傳送帶與水平方向夾角為θ,當(dāng)傳送帶靜止時(shí),在傳送帶上端輕放一小物塊A,物塊下滑到底端時(shí)間為T(mén),則下列說(shuō)法正確的是(BD)。

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A.當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物塊下滑的時(shí)間一定大于t

B.當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物塊下滑的時(shí)間一定等于t

C.當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物塊下滑的時(shí)間可能等于t

D.當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物塊下滑的時(shí)間一定小于t

 

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