传送带问题归类分析.docx

传送带问题归类分析传送带是运幼货物的一种有力工具,在装卸运1行业中有着广泛的应用,只要相加留心.（r.r,车站、机场、装卸码头随处可见繁忙运转的传送带.近年来“无论是平常训练还是高考,均顼繁地以传送带为题材命题“，体现了理论联系实际，体现了把初理学问应用于日常生活和生产实际当中.本文收集、整理了传送带相关何跑,并从两个视角进行分类剖析：一是从传送带问SS的考查目标（即；力与运动状况的分析、能玳转化状况的分析）来剖析；二是从传送带的形式来剖析.首先,概括下与传送带有关的学问：一）传送带分类；（常见的几种传送带模型）1按放置方向分水平、（顷科和组合三种：2 .按转向分顺时针、逆时针转两种：3 .按运动状态分匀速、变速两种.（D传送带特点：传送带的运动不受滑块的影响，因为滑块的加入，带动传送带的电机要多输出的能量等于滑块机械能的增加量与摩擦生热的和“（三）受力分析：传送楷模型中要留意摩擦力的突变（发生在Va与V,相同的时刻），对于f®斜传送带模型要分析mgn（If的大小与方向。突变有下面三种：1 .滑动摩擦力消逝：2 .滑动摩擦力突变为静埠擦力：3 .滑动睢擦力变更方向：（四）运动分析：1 .谕意参考系的选择，传送带模型中选择地面为舂考系；2 .推断共速以后是与传送带保持相对静止作匀速运动呢？还是接着加速运动？3 .推断传送带长度临界之前是否滑出？（五）传送带问题中的功能分析1 .功能关系：Wf=EEQ,传送带的能敬流向系统产生的内能、被传送的物体的动能变更.被传送物体势能的增加.因此.电动机由于传送工件多消耗的电能就包括了工件增加的动能和势能以及摩擦产生的热I匕2 .对M,Q的正确理解（八）传送带做的功：W1.FsT功率P=&V（F由传送带受力平衡求得）（b）产生的内能：QSm«（C）如物体无初速，放在水平传送带上，则在整个加速过程中物体获得的动健E.,因为摩擦而产生的热“tQ行如下关系：EQ=:mv1,一对滑动摩擦力做的总功等于机械能转化成热能的值，而且这个总功在求法上比一般的相互作用力的总功史有特点，一般的一对相互作用力的功为W=/!.<«.而在传送带中一对滑动摩擦力的功W=.,J.其中S为被传送物体的实际路程,因为一对滑动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,并且一个是正功一个是负功,其代数和足负值.这表明机械能向内能精化.转化的出即是两功差值的肯定值.（六）水平传送带问SS的变更类里设传送带的速度为V«.初体与传送带之间的动摩擦因数为.两定沿轮之间的距离为1.物体置于传送带一端的初速改为“1、vo=O,Vo物体刚置干传送带上时由于受摩擦力作用，将做a=Ug的加速运动。假定物体从起先置干传送带上始终加速到肉开传送带,则其黑开传送带时的速度为V=原,明显有：V,<白嬴时，物体在传送带上招先加速.后匀速.Ve时，物体在传送带上将始终加速.2、VOK0,且Vo与V带同向（1） V0<V。时,同上理可知,物体刚运动到话上时.物做a-ug的加速运动,假定物体始终加速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为V=用嬴，明显有：V<V.<J唱.2Mt1.时，物体在传送带上将先加速后匀速.Vr才府G嬴时，物体在传送带上将始终加速。（2） V0>Ve时，因Vo>”,物体刚运动到传送带时,将整加速度大小为a=Hg的减速运动，假定物体始终M速到离开传送带，则其离开传送带时的速度为V=用嬴，明显V-嗅即最时,物体在传送带上将始终减速.V0>v，>降荻时，物体在传送带上将先减速后匀速.3、Vo0,且VO与V带反向此种情形下,物体刚运动到传送带上时将做加速度大小为的战速运动,假定物体始终减速到离开传送带,则其国开传送带时的速度为V=用盛,明显：VNO.即VON师:时.物体将始终做减速运动出到从传送带的另一端离开传送带.V<0,WV0<屈T时，物体将不会从传送带的男一端离开而从进入端次开，其可能的运动帽形有：a、先沿VO方向减速,再反向加速直至从放入我离开传送带b.先沿Vo方向减速.再沿VO反向加速,最终匀速点至从放入端离开传送带.（七）俯I斜传送带问时的变更类型1.V0=O2、Vt>0,且Vo与Ve1.可向VoVvo时V°>v二时3、V00.JIVo与v4>反向VOVV时V。V.时当Umtan”时,物块在加速至与传送带速度相同后,物块将与传送带相对静止，并同传送带起匀速运动；当VtanO时,物块在狂得与传送带相同的速度后仍接著加速.（八）传送带模型的一般解法1.确定探讨对象：2 .受力分析和运动分析，（画出受力分析图和运动情法图）,留意摩擦力突变对物体运动的影响；3 .分清晰探讨过程,利用牛锁运动定律和运动学规律求解未知量.传送书的详细类型她所：一、传送带问题中力与运动状况分析传送带的试即以力和运动的关系为多见,有水平方向的，有侦料方向的，也有水平和倾斜两个方向相结合的，还有变形的传送带.在处理传送带上的力和运动的关系时，要依据物体的受力状况,推阍物体的运动性质：也有依据物体的运动性所.去求解物体的受力状况.1、水平传送书上的力与运动状况分析例1水平传送带被广泛地应用于车站、码头，工厂、车间,如图所示为水平传送带装宣示意图,绷猿的传送带AB始终保持V0=2ms的恒定速率运行.一质j此为m的工件无初速度地放在A处，传送带对工件的滑动摩擦力使工件6起先做匀加速食线运动，设工件与传送带间的动摩擦因数为从=0.2,AB的之间距离为I=Wm,g取Iom一求工件从A处运动到B处所用的时间.分析工件无初速度地放在传送带上，由于传送带以2m/s的恒定连度匀速运动，工件在传送带上受到传送带赐予的滑动,摩擦力作用做匀加速运动.当工件加速到与传送带速度相等时，假如工件没有沿底传送带，工件在传送带上再不相对滑动，两者一起做匀速运动.解答设工件做加速运动的加速度为a.加速的时间为t,加速运动的位移为，,依据牛娘其次定彻有：mg=ma代入数据可得：a=2msz工件加速运动的时间灯=也代入数据可得：t1=1.sa此过程工件发生的位移代入数据可解：/=Im由于/VI,所以工件没有滑离传送带设工件防传送带匀速运动的时间为匕,则t2=±1代入数据可得：tz=4.SsV所以工件从A处运动到B处的总时间t=t1+t2=5.5S点辨这是一道传送带以恒定速发运转.而被运尬的工件初速度为O的实际问遨.解决这类问魄首先要对被运输的工件进行受力分析，由工件的受力状况推断出工件的运动性桢，然后依据运动性质求解待求物理量。一般状况下,工件在传送带上在两种运动形式，一是匀加速运动，二是匀速运动.从匀加速运动到匀速运动过程中，往往要对工件在传送带上做加速运动结束时是否沿离传送带作出推断，假如已经滑离传送带，则工件不存在匀连运动阶段，收如没有滑禽.则工件符与传送带一起做匀速运动.可见工件是否滑离传送带的推断是不能忽视的.例2：如图甲所示为乍站运用的水平传送带的模型，传送带长1.=8m,以速度v=4ms沿顺时针方向匀速转动,现有一个质出为mIOkg的旅行包以速度v0=10ms的初速改水平地滑上水平传送带.已知旅行包与皮带间的动摩擦因数为I1.=O6,则旅行包从传送带的A端到B端所须要的时间是多少？(g=10ms?,且可将旅行包视为质点.)分析旅行包受力状况如图乙所示，旅行包受到自身Hi力mg、方向轻直向下,传送带甥予的支持力%.方向竖出向上,传送带对旅行包的滑动摩擦力、方向水平向左：由受力图可知，旅行包水平滑上传送带后将做初速度为vo=1.ms的匀网速运动：出于传送带以速度v=4ms匀速运动，所以只要旅行包不滑商传送带,总有旅行包和传送带的速度达到相等时刻.此时旅行包使与传送带一起做匀速运动.解答设旅行包在传送带上做匀减速运动的时间为H,即经过U时间，旅行包的速度达JJv=4ms,由牛顿其次定律.有:Umg=ma代入数据可得：a=6ms2尺卜=空N代入数据可得：t=1.s/_p-Hj此时旅行包通过的位移为S】，由匀减速运动的规律，Img2_2图乙有Si=7m代入数据可得：S=7rnV1.2m？可知在匀减速运动阶段，旅行包没有滑离传送带，此后旅行包与传送带一起做匀速运动，设做匀速运动的时间为七，则卜=上工代入数据可得：t=0.25sV故：旅行包在传送带上运动的时间为t=t+t2=1.25S点坪例2与例】最大的区分是被运输的物体的初速度比传送带运动的速度要大得多.这-SSi殳条件的变更，干腌影响到工件在传送带上所受的滑动摩擦力的方向，此时摩擦力所起到的作用不是例1中使物体加速,而是使物体减速.自不待吉初始运动状况会影响受力状况，进而影响后来的运动状况.例3（2006年全国理综I第24题）一水平的浅色长传送带上放置一煤块（UJ视为旗点，规块与传送带之间的动摩擦因数为初始时,传送带与煤块都是静止的.现让传送带以恒定的加速度的起先运动，当其速度达到VO后，使以此速度做匀速运动，经过一段时间，煤块在传送带上用卜'了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度.解法1力和运动的观点依据“传送带上有然色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度。小于传送带的加速度。.依据牛顿其次定律,可得设经粉时间匕传送带由静止起先加速到速度等于Vo,煤块则由静止加速到V,有V0=<ntV=at由于故v<%,煤块接卷受到滑动摩擦力的作用.再笈过时间块块的速度EIIV增加到Vo，有V0=V+£/此后,煤块与传送带运动速度相同,相对于传送带不再滑动.不再产生新的痕迹.设在煤块的速度从O增加到VO的整个过程中，传送带和煤块移动的距离分别为So和J,有传送带上倒卜的黑色痕迹的长度由以上各式得.可（%-«?）作出煤块、传送带的VT图线如图所示,图中标斜线的:用形的面积，即为煤块相对于传送带的位格，也即传送带上倒下的热色痕迹的长度.=,rAq-殳PR<由解得Ag>2F点评本业中的传送带不足以恒定的速衣运转.解法2I，T图般法而足以恒定的加速度起先运动.由于传送带的和煤块的速度不等，所以煤块在传送带上也能加速运动，但施目隐含了起始段煤块的加逑度小于传送带的加速度，由于两个加速度大小不一样,所以煤块在传送带上的运动要比以上两例困难.解时的关键是弄清题中所求“传送带上留下的黑色痕迹的长度”实为煤块相对于传送带的位移.审清题意，选好探讨对象，分析济时物理过程，在此茶础上，可从不同的角度来解答.解法一运用力和运动的观点,属常规解法：解法二则运用速度图象，直观简捷，甚至可一步写出解的结果.本遨取材于生活实际，以“力和运动的关系”的学问为教体,存眼于考杳学生的理解实力、推理实力、综合分析实力、建立志向化模型用来解决实际问胭实力“可见本跑很好地考查了考生的物理素养和学以致用的实力,堪称一道联系实际且立意高的好超.2、修斜传送带上的力与运动状况分析例4.如图所示，传送带与水平方向央37。角.AB长为"16m的传送借以恒定速度VIOm/s运动，在传送带上端A处无初速柞放帧址为m=0.5kg的物块，物块与带面间的动摩擦因数U=O.5,求：（1）当传送带顺时针转动时，物块从A到B所经验的时间为多少？（2）当传送带逆时针转动时,物块从A到B所经验的时间为多少？（sin37'=0.6.cos37,=0.8.取g=10ms）分析1当传送带收时针转动时.