专题_传送带问题分析.doc

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1、第三部分典型物理模型专题一传送带问题分析【专题分析】传送带问题是高屮阶段比较常见也是比较复杂的的题目形式。受力方面，要分析物体与传送带Z间是否存在摩擦力，是存在静摩擦力还是滑动摩擦力。运动方瓯，要分析物体与传送带之间是相对运动，还是相对静止，是相对传送带向前运动，还是相对传送带向示运动。能量方面，要判断物体与传送带Z间的热量生成。因此传送带问题需要用到多种物理规律进行求解,如运动学公式的选用、牛顿第二定律、动能定理、摩擦生热、能量转化守恒定律等。物体在传送带上运动，有可能涉及多个物理过程，比如可能在传送带上一直加速，也可能先加速麻匀速；可能在传送带上一育减

2、速，也可能先减速麻匀速，哄至还可能改变运动方向。因此认真研究运动过程和受力情况是解决传送带问题的关键。【题型讲解】题型一传送带“静”与“动”的区别图3-1-1例题1：如图3亠1所示，水平传送带静止不动，质量为lkg的小物体，以4m/s的初速度滑上传送带的左端，最终以2m/s的速度从传送带的右端。如果令传送带逆时针方向匀速开动，小物体仍然以4m/s的初速度滑上传送带的左端，则小物体离开传送带时的速度A.小于2m/sB.等于2m/sC.大于2rn/sD.不能达到传送带右端解析：木题主要考杏对物体的受力分析。当传送带不动时，物体受到向左的滑动摩擦力，在传送带上向

3、右做减速运动，最终离开传送带。当传送带逆时针开动时，物体仍然相对传送带向右运动，所以受到的摩擦力仍然向左，这样与传送带静上时比较，受力情况完全相同，所以运动情况也应该一致，故后离开传送带时速度仍然是2m/s,答案为B例题2：在例题1中，如果各种情况都不变，当传送带不动时，合外力对物体做功为M，物体与传送带间产生的热量为0；当传送带转动时，合外力对物体做功为必，物体与传送带间产生的热量为02。下列选项正确的有A・W

4、=W2C.0=02D.0©解析：木题主要考查对做功和生热的理解。由于两次物体的受力情况和运动情况完全相同,所以由求功公式W=FScos0,合外力

5、相同，对地位移相同，两次做功相等。由摩擦生热公式相，传送带转动时二者间相对位移大于传送带静止时二者间的相对位移，所以传送带转动时产生的热量要多于传送带静止时生成的热量。答案为AD［变式训练］如图3・1・2所示，倾斜传送带静止，一个小物体无初速放在传送带顶端，可以沿传送带加速下滑。现在令传送带顺时针匀速开动，仍然将小物体无初速放在传送带顶端,则与传送带静止时相比较，下列说法正确的有A.到达传送带底端时的速度大B.摩擦力对物体做功多C.滑到底端所需时间长D.系统产生的热量多（答案：D）［思考与总结］题型二水平传送带使物体加速例题3：如图3-1-3,水平传送带长

6、为L=10m,以巾=4m/s的速度顺时针匀速转动，将一质量为m=lkg的小物体无初速释放在传送带的左C）f°端，小物体与传送带间动摩擦因数u=0.1o求物体运动到传送带右端所图3-1-3用时间以及物体与传送带Z间产生的热量。（gTOm/s?）解析：小物体在传送带上运动，开始时其相对传送带向左运动，受到向右的摩擦力，将向右加速，并且只要速度v小于传送带速度巾，就要向右加速，当物体速度与传送带速度相等时,摩擦力消失，与传送带一起匀速运动。如果传送带足够长，物体就会经历加速运动和匀速运动两个阶段；若传送带长度不足，将只出现加速运动阶段。所以，解题过程中先判断传送

7、带的长度是否允许出现匀速运动过程是解决此题的关键。物体加速过程屮的加速度m加速到巾时，时间t}=—=4sa2位移S,=—^―=8/n'2a传送带长度L>SP因此会出现匀速运动过程匀速阶段的运动时间=———=0.5s"vo总时间/=Z］+/2=4.5s在加速期间，传送带位移S?=V=16/n摩擦生热Q=“昭腿—SJ=8丿［变式训练］如图3亠4所示，一长肓木板，静止在水平地面上，其右端放有一个小木块，木块与木板间动摩擦因数为0.2,现对木板施加一水平向右的拉［-日工力，使木板始终向右做匀速运动，其速度巾=6m/s。己知木板长度厶二加，重力加速度^=10m/s2

8、,问故终木块是否会离开木板。图3亠4（答案：会）［思考与总结1题型三水平传送带使物体减速图3-1-5例题4：如图3-1-5所示，水平传送带长为L=I4m,以Vo=4m/s的速度顺时针匀速转动，一质量为m=kg的小物体以初速度v=8m/s滑上传送带的左端，小物体与传送带间动摩擦因数"=0.1。求物体运动到传送带右端所用时间以及物体与传送带Z间产生的热量。(g=1()m/“)解析：小物体在传送带上运动，开始时速度大于传送带速度，相对传送带向右运动，受到向左的摩擦力，将向右做减速运动，并且只要其速度大于传送带速度，就要向右减速，当物体速度与传送带速度相等时，摩

9、擦力消失，与传送带一起匀速运动。如果传送带足够长，物体就会经丿力减