2013届补习一轮专题一传送带问题.doc

传送带问题
一、.命题趋向与考点
传送带问题是以真实物理现象为依据的问题,它既能训练学生的科学思维,又能联系科学、生产和生活实际,是高考命题专家所关注的问题.
二、知识概要与方法
传送带分类: 水平、倾斜两种; 按转向分: 顺时针、逆时针转两种。
(1)、受力和运动分析:
受力分析中的摩擦力突变(大小、方向)——发生在v物与v带相同的时刻;运动分析中的速度变化——相对运动方向和对地速度变化。分析关键是:一是 v物、 v带的大小与方向;二是mgsinθ与 f 的大小与方向。
(2)、传送带问题中的功能分析
①功能关系:WF=△EK+△EP+Q
②对WF、Q的正确理解
(a)传送带做的功:WF=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Ek 和因摩擦而产生的热量Q有如下关系:
三、常见题型
(一)水平放置运行的传送带
处理水平放置的传送带问题,首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析,分清物体所受摩擦力是阻力还是动力;其二是对物体进行运动状态分析,即对静态→动态→终态进行分析和判断,对其全过程作出合理分析、推论,进而采用有关物理规律求解.
这类问题可分为:
①运动学型;
②动力学型;
例1:(03年江苏)水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行了安全检查。右图为—水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB始终保持v=1m/s的恒定速率运行,一质量为m=4kg的行李无初速地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设行李与传送带间的动摩擦因数μ=,AB间的距离l=2m,g取10m/s2。
(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小;
(2)求行李做匀加速直线运动的时间;
(3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处。求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。
解析:(1)行李受到的滑动摩擦力 F=μmg ①
代入数值,得F=4N ②
由牛顿第二定律得F=ma ③
代入数值,得a=1m/s2 ④
(2)设行李做匀加速运动的时间为t,行李加速运动的末速度为v=1m/s。
则: v=at ⑤
代入数值,得: t=1s ⑥
(3)行李从A匀加速运动到B时,传送时间最短。则: l=at2min ⑦
代入数值,得tmin=2s ⑧
传送带对应的最小运行速率vmin=atmin ⑨
代入数值,解得 vmin=2m/s ⑩
点评:该题从摩擦力的产生条件入手,综合考查了牛顿运动定律和运动学规律,思维的层次性明显,考查知识并注重学生思维的顺序。
反馈1. 如图所示,一平直的传送带以速度v=2m/s匀速运动, 传送带把A处的工件运送到B处, A,B相距L=10m。从A处把工件无初速地放到传送带上,经过时间t=6s,能传送到B处,要用最短的时间把工件从A处传送到B处,求传送带的运行速度至少多大?
解: 由题意可知 t >L/v,
所以工件在6s内先匀加速运动,后匀速运动,
A
B
v
故有S1=1/2 vt1 ①
S2=vt2 ②