第11讲水平传送带模型.docx
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第11讲水平传送带模型
第11讲水平传送带模型
1•考点分析
传送带模型是历年高考中重要题型之一。
主要知识涉及运动学规律、相互作用、牛顿运动定律、功能关系等。
传送带模型有效培养学主分析物理过程、建模能力和综合运用知识的能力。
传送带问题的本质是摩擦力的问题,物体与传送带之间的摩擦有两种情况,一是滑动摩擦力,二是静摩擦力,因此,对与传送带接触的物体,摩擦力的作用决定物体的运动,解决问题的关键是摩擦力的分析。
受力分析。
传送带模型中要注意摩擦力的突变(发生在仏与%相同的时刻),对于倾斜传送带模型要分析mgsinO与/的大小和方向。
突变有以下三种:
(1)滑动摩擦力突变为静摩擦力;
(2)滑动摩擦力消失;(3)滑动摩擦力改变方向。
运动分析。
(1)注意参考系的选择,传送带模型中选择地面为参考系;
(2)判断共速以后是与传送带保持相对静止一起做匀速运动还是改变加速度做匀变速运动;(3)判断传送带长度一临界之前是否滑出?
2.分类。
传送带分为水平传送带、倾斜传送带、水平+倾斜传送带。
3•过程分析
设传送带的速度为%,物体与传送带之间的动摩擦因数为卩,两定滑轮之间的距离为L,物体置于传送带一端时的初速度为%。
(1)vo=O,物体刚置于传送带上时由于受摩擦力作用,将做a=Mg的加速运动。
假定物体从开始置于传送带上一直加速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为v=
若\^.<2pgL,则物体在传送带上将先加速运动,后匀速运动;
若v^.=2ugL,则物体在传送带上刚好离开时,和传送带速度相同,此过程一直加速;
若%>2ugL,则物体在传动带上将一直加速运动,直到离开传送带。
心=0
(2)%丸。
当%和传送带运动方向相同时:
®v0 (1)中的分析可知,物体刚在传送带上时先加速运动,物体已知加速离开传送带时,速度V=Jvj+2pgLo 若% 若%=Jv(+2“gL,则物体刚好加速到和传送带相同的速度时,离开传送带;若%>Jv(: +2“gL,则物体在传送带上一直做加速运动,直至离开传送带。 ②f>% 若嗨<血-2pgL 则物体在传送带上先减速运动,后和传送带一起做匀速运动。 则物体在传送带上一直做减速运动,直到离开传送带时,仏=吟。 则物体在传送带上一直做减速运动。 “=/盘的减速运动, 假设物体离开另一端传送带时,v=』vj-2“gL。 若心>松虹,物体能够从另外一端离开传送带。 若v0<7w: ,物体不能从另外一端离开传送带,即物体先向左做减速运动,当相对传送 带速度为零时,乂随着传动带一起加速运动,最后物体可能是加速离开传动带,也有可能是匀速离开传动带。 (4)传送带中能量关系。 ①当初速度为零的物体放置在传送带上与传送带共速过程中,物块的动能增加量等于这个过程中的克服摩擦力做的功。 ②整个过程在多消耗的电能等于克服摩擦做功。 即E电 一、单选题 1.(2020-衡水市第十四中学髙一期中)如图甲所示,一水平传送带沿顺时针方向旋转,在传送带左端A处 图乙 轻放一可视为质点的小物块,小物块从A端到B端的速度一时间变化规律如图乙所示,r=6s时恰好到B点, a口B 门卞() 图甲 A.物块与传送带之间动摩擦因数为“=0.1 B.AB间距离为24m,小物块在传送带上留下的痕迹是8m C.若物块质量〃匸lkg,物块对传送带做的功为8J D.物块速度刚好到4m/s时,传送带速度立刻变为零,物块不能到达B端 2.(2020•安徽省髙三其他)如图所示,一水平传送带逆时针匀速转动,现将一物块P(可视为质点)以巾的水平速度从传送带的左端滑上传送带,恰好可以运动至传送带的右端,这个过程中,物块P与传送带之间的相对路程为Ay,与传送带摩擦产生的热量为0。 已知物块"与传送带之间的动摩擦因数为“,下列说法正确的是() dzzz© A.若传送带转动的速率加倍,物块P仍以巾的水平速度从传送带的左端滑上传送带物块P将不会到达传送带的右端 B.若传送带转动的速率减半,物块P仍以兄的水平速度从传送带的左端滑上传送带,物块P将不会到达传送带的右端 C.若物块P与传送带的动摩擦因数变为2//,物块P仍以巾的水平速度从传送带的左端滑上传送带,从滑 Ar 上传送带至速度减为零时,物块P与传送带之间的相对路程为片 2 D.在选项C情形下,此过程物块P与传送带摩擦产生的热量为仑 2 二、多选题 3.(2020-四川省宜宾市第四中学校高二期末)某煤渣传送装置的简化示意图如图,水平放置的传送带足够长,由电动机驱动,以速度u=4m/s逆时针运行。 打开进料阀门,位于N端上方贴近传送带的送料口每秒钟将有80kg的煤渣落到传送带上(此时煤渣速度可忽略)。 煤渣与传送带之间的滑动摩擦因数为0.5。 假设整个传送装置已经稳左运行了很长时间。 则在运送煤渣的过程中,以下说法中正确的是(取重力加速度大小g=10加/s') 亠口 C丿—() .1/N A.相比传送带空载时,电动机对传送带应增加的牵引力为320N B.相比传送带空载时,电动机应增加的功率为1280VV C.每块煤渣在传送带上留下的痕迹长度为1.6〃? D.30杪内因煤与传动带的摩擦而产生的热量为38400J 4.(2019-云南省髙一期末)如图所示,某工厂用水平传送带传送零件,若传送带的长度5=6m.传送带与 零件间的动摩擦因数为“=0.2,传送带匀速运动的速度v=4iWso某时刻在传送带最左端P处轻放一质量为加的零件,并使之传送到最右边的0处。 则零件到达传送带最右边0处的速度大小y及传送所需时间/分别为() V A.v=4m/sB.v=2>/6m/s C.t=2sD.f=2.5s 5.(2020-福建省莆出一中髙一期中)如图所示,传送带以%的初速度顺时针匀速运动•将质量为川的物体无初速度轻放在传送带上的A端•物体将被传送带送到3端,已知物体在到达〃端之前已和传送带相对静止,则下列说法正确的() A.传送带对物体做功为LmvJ B.传送带克服摩擦做功为 C.在传送物体过程产生的热量为 D.电动机由于传送物体多消耗的能量为|加X 6.(2020-重庆万州外国语学校天子湖校区髙一月考)如图所示,传送带始终以i,=4m/s的速度顺时针方向运动。 一个质量为;n=1.0kg,初速度为零的小物体放在传送带的左端"处,若物体与传送带之间的动摩擦因素“=0.2,传送带左右两端“b的距离为L=8m。 则物体从“端运动到b端的过程中(g取10nVs2)() A.运动时间为2s B.传送带对小物体做的功为8J C.传送带对物块先做正功后做负功 D.摩擦力对传送带做功为一16J 7.(2020-四川省高一月考)如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒立的速度儿沿顺时针方向转动,传 送带右端有一个与传送带等高的光滑水平面,一物体以恒泄的速率冬沿直线向左滑上传送带后,经过一段 时间又返回光滑水平而,速率为冬,则在整个运动过程中,下列说法正确的是() A.若vt>v2,则v3=vt B.若vt>v2时,摩擦力对物体做功为零 C.若儿>冬时,则传送带与物体摩擦生热为加号 D.其中在物体向左运动过程中,传送带与物体摩擦生热为+〃忒+肋02 8.(2020-江苏省髙一期中)如图所示,水平传送带以恒左的速度v运动,一质量为川的小物块轻放在传送带的左端,经过一段时间后,物块和传送带以相同的速度一起运动。 已知物块与传送带间的动摩擦因数为“,重力加速度为g,贝lj() A・物块加速运动时的加速度为“g B.物块加速运动的时间为一 2“g C・整个过程中,传送带对物块做的功为二加v2 2 D.整个过程中,摩擦产生的热量为加昭 9.(2020-南城县第二中学高一开学考试)如图,传送带两轮间距为厶,传送带运动速度为巾,今在其左端静止地放一个木块,设木块与传送带之间的动摩擦因数为“,放上木块后传送带速率不受影响,则木块从左端运动到右端的时间可能是() A.L/vo D.三 v<) io.(2019.甘肃省髙一期末)如图所示,一足够长的水平传送带以恒泄的速度向右传动•将一物体轻轻放在皮带左端,以v、a、F、x表示物体速度大小、加速度大小、位移大小和所受摩擦力的大小•下列选项正确的是 三、解答题 11.(2020-山东省高三其他)水平浅色长传送带以vo=O.2m/s的速度匀速运动,现将一煤块(可视为质点)轻轻地放在传送带上,经过A/=0.1s后,传送带即以“=2m/s2的加速度开始加速,当传送带速度达到p=1.2nVs后,便以此速度做匀速运动。 经过一段时间,煤块在传送带上留下一段黑色痕迹后,煤块相对传送带不再滑动。 已知煤块与传送带之间的动摩擦因数为A=0.1,重力加速度g取lOnVs2,求: (1)煤块放到传送带上后经过△/时获得的速度: (2)黑色痕迹的长度。 12.(2020-四川省峨眉第二中学校高三其他)如图所示,一水平方向的传送带以恒泄的速度v=2m/s沿顺时针方向匀速转动,传送带右端有一光滑的半径R=0.45m的四分之一圆弧轨道,圆弧底端与传送带相切•一质量为m=0.5kg的物体,从圆弧轨逍最髙点由静止开始滑下,物体与传送带之间的动摩擦因数为尸0.2,不讣物体滑过圆弧与传送带交接处时的能量损失,传送带足够长,gTOm/s? .求: (1)物体滑上传送带向左运动的最远距离及此过程中物体与传送带摩擦所产生的内能 (2)物体第一次从滑上传送带到离开传送带所经历的时间: 13.(2020-四川省绵阳南山中学高一期中)如图所示,有一个可视为质点的质量m=lkg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=1.8nVs的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固泄在竖宜平面内的光滑圆弧轨道,最后小物块无碰撞的地滑上紧靠轨道末端D点的足够长的水平传送带.已知传送带上表面与圆孤轨道末端切线相平,传送带沿顺时针方向匀速运动的速度为v=3m/s,小物块与传送带间的动摩擦因数卩=0.5,圆弧轨道的半径为R=2m,C点和圆弧的圆心O点连线与竖直方向的夹角8=53。 ,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s,sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
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