高中物理传送带模型.doc

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1、传送带模型一、传送带问题中力与运动情况分析传送带的试题以力和运动的关系为多见，有水平方向的，有倾斜方向的，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，有依据物体的受力情况，判断物体的运动性质；也有依据物体的运动性质，去求解物体的受力情况．1、水平传送带上的力与运动情况分析例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置示意图，绷紧的传送带AB始终保持v0＝2m/s的恒定速率运行，一质量为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开始做匀加速直线运动

2、，设工件与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.2,AB的之间距离为L＝10m，g取10m/s2．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的恒定速度匀速运动，工件在传送带上受到传送带给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，如果工件没有滑离传送带，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t1，加速运动的位移为l，根据牛顿第二定律，有：μmg=ma代入数据可得：a＝2m/s2工件加速运动的时间t1＝代入数据可得：t1＝

3、1s此过程工件发生的位移l=at12代入数据可得：l＝1m由于l＜L，所以工件没有滑离传送带设工件随传送带匀速运动的时间为t2，则t2＝代入数据可得：t2＝4.5s所以工件从A处运动到B处的总时间t＝t1＋t2＝5.5s图乙图甲例2：如图甲所示为车站使用的水平传送带的模型，传送带长L＝8m，以速度v＝4m/s沿顺时针方向匀速转动，现有一个质量为m＝10kg的旅行包以速度v0＝10m/s的初速度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μ＝0.6，则旅行包从传送带的A端到B端所需要的时间是多少？（g＝10m/s2,且可将

4、旅行包视为质点．）解答设旅行包在传送带上做匀加速运动的时间为t1，即经过t1时间，旅行包的速度达到v＝4m/s，由牛顿第二定律，有：μmg=ma代入数据可得：a＝6m/s2t1＝代入数据可得：t＝1s此时旅行包通过的位移为s1，由匀加速运动的规律，有s1＝＝7m代入数据可得：s1＝7m＜L可知在匀加速运动阶段，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t2，则t2＝代入数据可得：t＝0.25s故：旅行包在传送带上运动的时间为t＝t1＋t2＝1.25s例3、（2005年江苏卷35）如图所示为车站使用

5、的水平传送带装置的示意图，绷紧的传送带始终保持3.0m／s的恒定速率运行，传送带的水平部分AB距水平地面的高度为h=0.45m.现有一行李包(可视为质点)由A端被传送到B端，且传送到B端时没有被及时取下，行李包从B端水平抛出，不计空气阻力，g取l0m/s2(1)若行李包从B端水平抛出的初速v＝3.0m／s，求它在空中运动的时间和飞出的水平距离；(2)若行李包以v0＝1.0m／s的初速从A端向右滑行，包与传送带间的动摩擦因数μ＝0.20，要使它从B端飞出的水平距离等于(1)中所求的水平距离，求传送带的长度L应满足的条件？BALh（1

6、）设行李包在空中运动时间为t，飞出的水平距离为s，则h=1/2gt2①s＝vt②代入数据得：t＝0.3s③s＝0.9m④（2）设行李包的质量为m，与传送带相对运动时的加速度为a，则滑动摩擦力⑤代入数据得：a＝2.0m/s2⑥要使行李包从B端飞出的水平距离等于（1）中所求水平距离，行李包从B端飞出的水平抛出的初速度v=3.0m/s设行李被加速到时通过的距离为s0，则　2as0=v2-v02⑦　代入数据得s0＝2.0m⑧故传送带的长度L应满足的条件为：L≥2.0m例4（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（可

7、视为质点），煤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a0开始运动，当其速度达到v0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力和运动的观点根据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度a小于传送带的加速度a0。根据牛顿第二定律，可得①设经历时间t，传送带由静止开始加速到速度等于v0，煤块则由静止加速到v，有②③由于，故，煤块继续受到滑动摩擦力的作用。再经过时间，煤块的速

8、度由v增加到v0，有④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0增加到v0的整个过程中，传送带和煤块移动的距离分别为s0和s，有⑤⑥传送带上留下的黑色痕迹的长度⑦由以上各式得⑧解法2图象法作出煤块、传