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水平传送带

 高中物理 2021-09-11

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传送带是应用比较广泛的一种传送装置,是把理论知识用在实践的一个情景。以其为素材的物理题大都具有情景模糊、条件隐蔽、过程复杂的特点。但不管传送带如何运动,只要我们分析清楚物体所受的摩擦力的大小、方向的变化情况,就不难分析物体的状态变化情况。因为不同的放置,传送带上物体的受力情况不同,导致运动情况也不同。

一、水平传送带问题

1.物块先做匀加速运动,后做匀速运动

1:如图,水平传送带两个转动轴轴心相距20m,正在以v4.0m/s的速度匀速传动,某物块儿(可视为质点)与传送带之间的动摩擦因数为0.1,将该物块儿从传送带左端无初速地轻放在传送带上,则经过多长时间物块儿将到达传送带的右端(g=10m/s2 

解析:物块放到传送带上后物块一开始速度为零,而传送带速度为v,速度不一样,两者之间有摩擦,导致物块受到摩擦力而从静止开始做匀加速直线运动。先做匀加速运动,若传送带足够长,匀加速运动到与传送带同速后再与传送带一同向前做匀速运动。

解:物块放到传送带以后,从静止开始做匀加速直线运动,

由牛顿第二定律,得


2.物块一直做匀加速直线运动

2:如图,水平传送带两个转动轴轴心相距2 m,正在以v4.0m/s的速度匀速传动,某物块儿(可视为质点)与传送带之间的动摩擦因数为0.1,将该物块儿从传送带左端无初速地轻放在传送带上,则经过多长时间物块儿将到达传送带的右端(g=10m/s2 

解析:物块放到传送带上后物块一开始速度为零,而传送带速度为v,速度不一样,两者之间有摩擦,导致物块受到摩擦力而从静止开始做匀加速直线运动。先做匀加速运动,因为传送带的长度只有2m,小于将物块的速度带到4m/s所需要的距离,物块在传送带上一直做匀加速直线运动。

解:物块放到传送带以后,从静止开始做匀加速直线运动,


例3:如图,水平传送带两个转动轴轴心相距20m,正在以v4.0m/s的速度匀速传动,某物块儿(可视为质点)与传送带之间的动摩擦因数为0.1,将该物块儿从传送带左端无初速地轻放在传送带上,则经过多长时间物块儿将到达传送带的右端(g=10m/s2 

若提高传送带的速度,可以使物体从传送带的一端传到另一端所用的时间缩短。为使物体传到另一端所用的时间最短,传送带的最小速度是多少?

解析:当物体一直做匀加速运动时,到达传送带另一端所用时间最短,所以传送带最小速度为:

练习:

1.如图,一物块沿斜面由H高处由静止滑下,斜面与水平传送带相连处为光滑

圆弧,物体滑离传送带后做平抛运动,当传送带静止时,物体恰落在水平地面上的A点,则

下列说法正确的是(  )。

A.当传送带逆时针转动时,物体落点一定在A点的左侧

B.当传送带逆时针转动时,物体落点一定落在A

C.当传送带顺时针转动时,物体落点可能落在A

D.当传送带顺时针转动时,物体落点一定在A点的右侧

解析当传送带不转动和逆时针转动的时候,物块受到的摩擦力都是向左。物块在力的作用线上发生的位移是相等的,所以两种情况下,摩擦力的功是一样的,所以离开传送带的速度都是一样的,所以一样会落在A点,A错、B对;当传送带顺时针转动时,要分情况讨论:

①物块速度大于传送带速度,物块受到的摩擦力仍然向左,物块做减速运动,直到物块速度与传送带一致,物块接着随传送带做匀速直线运动,这种情况下,克服摩擦力做的功比传送带静止的时候少,物块的机械能减少量比较小,所以离开传送带的速度比较大,落在了A点的右侧;如果传送带的长度比较短,或者传送带速度比物块小很多,导致物块在传送带上运动时,一直做匀减速直线运动,摩擦力一直存在,克服摩擦力做功的情况跟传送带静止的时候是一样大的,所以物块要落在A点

②物块的速度小于传送带,传送带要使物块的速度增加,到时候落点就在A的右侧。

故C对,D错。

BC

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