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传送带模型分类 (1)物体与传送带运动方向相同 (2)物体与传送带运动方向相反 (1)物体与传送带运动方向相同 (2)物体与传送带运动方向相反
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传送带模型分析方法 根据v物、v带的大小和方向关系判断物体所受摩擦力的大小和方向,注意摩擦力的大小和方向在v物=v带时易发生突变。 根据v物、v带的大小和方向关系及物体所受摩擦力情况判断物体的运动规律。(匀速,匀加速,匀减速) (1)对系统:W电=ΔEk+ΔEp+Q Q=f滑·x相对 (2)对物体:Wf+WG=ΔEk
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[命题角度一]如图1-3-1所示,水平传送带以v=5m/s的恒定速度运动,传送带长L=,今在其左端A将一m=1kg的工件轻轻放在上面,工件被带动,传送到右端B,已知工件与传送带间的动摩擦因数μ=,试求:(g=10m/s2)
(1)工件经多长时间由A端传送到B端?
(2)此过程中系统产生多少摩擦热?
(3)电动机所做的功是多少?
类型一、水平传送带模型
备注:研究物体运动时以地面为参考系
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一、受力分析与运动分析: (1)刚开始工件受到传送带水平向右的滑动摩擦力而做匀加速运动。 (2)当工件速度与传送带速度相同时与传送带一起做匀速运动,二者之间不再有摩擦力。 二、功能关系分析: (1)工件做匀加速运动过程中由于v件<v带,二者发生相对滑动,工件克服摩擦力做功产生热量。 (2)工件做匀速运动时,不再产生摩擦热。
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[命题角度二]
(1)若工件以v0=3m/s的速度滑上传送带,工件由A端到B端的时间及系统摩擦热为多少?
(2)若工件以v0=7m/s的速度滑上传送带呢?
一、受力分析与运动分析:
(1)工件以3m/s的速度滑上传送带时,由于v件<v带,工件受水平向右的滑动摩擦力做匀加速运动。
(2)工件以7m/s的速度滑上传送带时,由于v件>v带,工件受水平向左的滑动摩擦力做匀减速运动。
(3)当v件=v带时二者一起做匀速直线运动。
二、功能关系分析:
系统的摩擦热只产生在工件与传送带发生相对运动的阶段。
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[命题角度三]如图1-3-2所示,若传送带沿逆时针方向转动,且v=5m/s,试分析当工件以初速度v0=3m/s和v0=7m/s时,工件的运动情况,并求出该过程产生的摩擦热。
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一、受力分析与运动分析:
(1)v0与v反向,工件受到与运动方向相反的摩擦力而做匀减速直线运动。
(2)若工件从传送带右端滑出,工件将一直受到摩擦力的作用而做匀减速运动。
若工件不能从传送带右端滑出,工件将先匀减速到v=0,然后再反向做匀加速直线运动。
二、功能关系分析:
(1)工件从传送带右端滑出,则产生摩擦热的距离为物块与传送带相对滑动距离,即等于L+vt。
(2)工件先减速后反向加速过程中克服摩擦力做功产生摩擦热的距离为工件与传送带发生相对滑动的距离。
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类题通法
(1)当v0与v同向时,只要传送带足够长,无论v0与v的大小关系如何,最终一定一起匀速。
(2)当v0与v反向时,只要传送带足够长,当v0<v时,工件返回到滑入端,速度大小仍为v0;当v0>v时,工件返回到滑入端,速度大小为v。
(3)Q=μmg·x相,中x相为全过程的相对位移,注意v0与v同向和反向时的区别。
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-3-5所示,水平放置的传送带以速度v=2m/s向右运行。现将一小物体轻轻地放在传送带A端,小物体与传送带间的动摩擦因数μ=。若A端与B端相距4m,则小物体由A端到B端所经历的时间和物体到B端时的速度大小分别为()
,2m/s ,2m/s
,4m/s ,4m/s
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