文档介绍：传送带是应用广泛的一种传动装置,以其为素材的问题以真实物理现象为依据,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,是很好的能力考查型试题,这类试题大都具有物理情景模糊、条件隐蔽、过程复杂等特点,是历年高考考查的热点,也是广大考生的难点。现通过将传送带问题归类赏析,从而阐述解决这类问题的基本方法,找出解决这类问题的关键,揭示这类问题的实质。
 
一、依托传送带的受力分析问题
 
例1 如图1所示,一质量为的货物放在倾角为的传送带一起向上或向下做加速运动。设加速度为,试求两种情形下货物所受的摩擦力。
 
 
解析:物体向上加速运动时,由于沿斜面向下有重力的分力,所以要使物体随传送带向上加速运动,传送带对货物的摩擦力必定沿传送带向上。物体随传送带向下加速运动时,摩擦力的方向要视加速度的大小而定,当加速度为某一合适值时,重力沿斜面向下的分力恰好提供了所需的合外力,则摩擦力这零;当加速度大于这一值时,摩擦力应沿传送带向下;当加速度小于这一值时,摩擦力应沿传送带向上。
 
当物体随传送带向上加速运动时,由牛顿第二定律得:
 
所以,方向沿斜面向上。
 
物体随传送带向下加速运动时,设沿传送带向上,由牛顿第二定律得:
 
所以。
 
当时,,与所设方向相同,即沿斜面向上。
 
当时,,即货物与传送带间无摩擦力作用。
 
当时,,与所设方向相反,即沿斜面向下。
 
小结:当传送带上物体所受摩擦力方向不明确时,可先假设摩擦力向某一方向,然后应用牛顿第二定律导出表达式,再结合具体情况进行讨论.
 
二、依托传送带的相对运动问题
 
例2 一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),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开始运动,当其速度达到后,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。
 
解析: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,煤块的加速度小于传送带的加速度。根据牛顿定律,可得:设经历时间,传送带由静止开始加速到速度等于,煤块则由静止加速到,有
 
由于,故,煤块继续受到滑动摩擦力的作用。再经过时间,煤块的速度由增加到,有,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增加到的整个过程中,传送带和煤块移动的距离分别为和,有:
 
   
 
传送带上留下的黑色痕迹的长度
 
由以上各式得
 
小结:对于多个物理过程问题,能否按顺序对题目给出的物体运动过程进行分段分析,是解决问题的关键所在.
 
三、依托传送带的临界、极值问题
 
例3 如图2所示为粮店常用的皮带传输装置,它由两台皮带传输机组成,一台水平传送,AB两端相距3m;另一台倾斜,传送带与地面倾角;,B、,将质量为10kg的一袋米匀速传到倾斜的CD部分,:
 
 
(1)若CD部分不运转,求米袋沿传输带所能上升的最大距离;
 
(2)若要米袋能被