文档介绍:高考物理传送带中的动力学问题
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物体为什么会沿皮带向上运动?
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1、物体间相互接触、挤压;
2、接触面不光滑;
3、物体间有相对运动趋势或相对运动。
知识点回顾:
一带上滑行痕迹的长度。
滑行痕迹的长度为Δx=x传-x1=
特别注意:画好运动过程草图
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【例1】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。右图为一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)求行李从A运动到B的时间;
(3)行李在传送带上滑行痕迹的长度。
(4)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。
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[解析]行李从A匀加速运动到B时,传送时间最短。
则:l=½at2min ⑦代入数值,得tmin=2s ⑧
(4)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。
1
t/s
0
1
v/ms-1
a
vmin
tmin
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
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;
;
;
二、运动分析:
,传送带模型中选择地面为参考系;
?还是继续加速运动?
——临界之前是否滑出?
三、画图:
;
;
-t图。
一、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传相同的时刻)
小结
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【例2】如图所示,传送带与水平面的夹角为θ=37°,其以4m/s的速度向上运行,,它与传送带间的动摩擦因数μ=,AB间(B为顶端)长度为25 m.试回答下列问题:
(1)说明物体的运动性质(相对地面);(g=10m/s2)
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(1)说明物体的运动性质(相对地面);(g=10m/s2)
解:物体做匀加速运动过程中,由牛顿第二定律
μmg cos37°-mg sin37°=ma ①
得a= ②
加速至10m/s位移为x1=v2/2a=20m,接着做匀速运动,因此物体先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动。
f’
mg
FN
37°
f
mg
FN
受力分析的关键是摩擦力的分析。
对于倾斜传送带一般需要结合mgsinθ , μmgcosθ的大小关系进行分析。(比较μ 与tanθ)
说明:物体和传送带等速时刻是摩擦力的大小、方向变化的临界点、物体运动性质变化的临界点。
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【例2】如图所示,传送带与水平面的夹角为θ=37°,其以4m/s的速度向上运行,,它与传送带间的动摩擦因数μ=,AB间(B为顶端)长度为25 m.试回答下列问题:
(1)说明物体的运动性质(相对地面);
(2)物体从A到B的时间为多少?(g=10m/s2)
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10
t/s
0
4
v/ms-1
a
(2)物体从A到B的时间为多少?(g=10m/s2)
匀加速运动的时间t1= v/a=10s
匀速运动的时间t2=(L-x1)/v=
所以物体从A到B的时间为t=t1+t2=
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;
;
;
二、运动分析:
,传送带模型中选择地面为参考系;
?还是继续加速运动?
——临界之前是否滑出?
三、画图:
;
;
-t图。
一、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传相同的时刻)
小结
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