傳送帶問題分類解析

傳送帶是應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、過程復雜的特點。2003年高考最后一題的傳送帶問題,讓很多考生痛失22分,也使傳送帶問題成為人民關注的熱點。但不管傳送帶如何運動,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。因為不同的放置,傳送帶上物體的受力情況不同,導致運動情況也不同,現(xiàn)將傳送帶按放置情況分析如下:

下面就此類問題分析總結如下:

一、水平傳送帶問題的變化類型

例1.如圖,水平傳送帶兩個轉動軸軸心相距20m,正在以v4.0m/s的速度勻速傳動,某物塊兒(可視為質點)與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.1,將該物塊兒從傳送帶左端無初速地輕放在傳送帶上,則經(jīng)過多長時間物塊兒將到達傳送帶的右端(g=10m/s2) ?

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

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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    ∴以后小物塊勻速運動

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物塊勻速運動的時間

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∴物塊到達傳送帶又端的時間為:

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例2.(1)題中,若水平傳送帶兩個轉動軸心相距為2.0m,其它條件不變,則將該物體從傳送帶左端無初速地輕放在傳送帶上,則經(jīng)過多長時間物體將到達傳送帶的右端(g=10m/s2)?

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解析:若平傳送帶軸心相距2.0m,則根據(jù)上題中計算的結果則2m<8m,所以物塊在兩迷的位移內將一直做勻加速運動,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間縮短。為使物體傳到另一端所用的時間最短,傳送帶的最小速度是多少?

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解析:當物體一直做勻加速運動時,到達傳送帶另一端所用時間最短,所以傳送帶最小速度為:

變式訓練: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動,當傳送

帶靜止時,物體恰落在水平地面上的A點,則

下列說法正確的是(BC)。

A.當傳送帶逆時針轉動時,物體落點一定在

A點的左側

B.當傳送帶逆時針轉動時,物體落點一定落在A點

C.當傳送帶順時針轉動時,物體落點可能落在A點

D.當傳送帶順時針轉動時,物體落點一定在A點的右側

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二.傾斜傳送帶問題的變化類型

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勻速逆時針傳動的傳送帶的上端,物塊和傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為µ=0.5(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力的大。,傳送帶兩皮帶輪軸心間的距離為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動,開始相對于傳動帶向后運動,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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當物體加速到與傳送帶同速時,位移為:

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物塊加速到與傳送帶同速后,由于,所以物塊相對于傳送帶向下運動,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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因此物體運動的總時間為

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例2:上題中若,物塊下滑時間為多少?

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解析:若,開始(即物塊與傳送帶同速前)物體運動情況與上題相同,即,當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動,則,因此時間為:

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

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A.當傳送帶逆時針轉動時,物塊下滑的時間一定大于t

B.當傳送帶逆時針轉動時,物塊下滑的時間一定等于t

C.當傳送帶順時針轉動時,物塊下滑的時間可能等于t

D.當傳送帶順時針轉動時,物塊下滑的時間一定小于t

 

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