物理课题研究传送带模型.doc

物理课题研究--- 传送带模型剖析角度: 一是从传送带问题的考查目标(即:力与运动情况的分析、能量转化情况的分析)来剖析二是从传送带的形式来剖析. 常见的几种传送带模型: 1. 按放置方向分水平、倾斜和组合三种; 2. 按转向分顺时针、逆时针转两种; 3. 按运动状态分匀速、变速两种。传送带特点: 传送带的运动不受滑块的影响,因为滑块的加入,带动传送带的电机要多输出的能量等于滑块机械能的增加量与摩擦生热的和。两大分析受力分析传送带模型中要注意摩擦力的突变( 发生在 v 物与v 带相同的时刻) ,对于倾斜传送带模型要分析 mgsin θ与f 的大小与方向。突变有下面三种: 1. 滑动摩擦力消失; 2. 滑动摩擦力突变为静摩擦力; 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作匀速运动呢?还是继续加速运动? 3. 判断传送带长度——临界之前是否滑出? 传送带问题中的功能分析 1. 功能关系: W F=△E K+△E P +Q 。传送带的能量流向系统产生的内能、被传送的物体的动能变化,被传送物体势能的增加。因此,电动机由于传送工件多消耗的电能就包括了工件增加的动能和势能以及摩擦产生的热量。 F、Q 的正确理解(a) 传送带做的功:W F =F ·S 带功率 P=F ×v 带(F 由传送带受力平衡求得)(b) 产生的内能: Q=f ·S 相对(c )如物体无初速,放在水平传送带上,则在整个加速过程中物体获得的动能 E K ,因为摩擦而产生的热量 Q 有如下关系: E K =Q= 2 mv 2 1 传。一对滑动摩擦力做的总功等于机械能转化成热能的值。而且这个总功在求法上比一般的相互作用力的总功更有特点,一般的一对相互作用力的功为 W=f 相s 相对,而在传送带中一对滑动摩擦力的功 W=f 相s,其中s 为被传送物体的实际路程, 因为一对滑动摩擦力做功的情形是力的大小相等, 位移不等( 恰好相差一倍), 并且一个是正功一个是负功,其代数和是负值,这表明机械能向内能转化,转化的量即是两功差值的绝对值。传送带模型的一般解法 1. 确定研究对象; 2. 受力分析和运动分析, (画出受力分析图和运动情景图) ,注意摩擦力突变对物体运动的影响; 3. 分清楚研究过程,利用牛顿运动定律和运动学规律求解未知量。水平传送带问题的变化类型设传送带的速度为 v 带,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ,两定滑轮之间的距离为 L ,物体置于传送带一端的初速度为 v 0。 1、v 0=0,v 0 物体刚置于传送带上时由于受摩擦力作用, 将做 a=μg 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 =gL ?2 ,显然有: v 带<gL ?2 时,物体在传送带上将先加速,后匀速。 v 带≥gL ?2 时,物体在传送带上将一直加速。 2、V 0≠0 ,且 V 0与V 带同向(1)V 0<v 带时, 同上理可知, 物体刚运动到带上时, 将做 a=μg 的加速运动, 假定物体一直加速到离开传送带, 则其离开传送带时的速度为 V = gL V?2 20 ?,显然有: V 0<v 带< gL V?2 20 ?时,物体在传送带上将先加速后匀速。 v 带≥ gL