传送带问题分析.doc

传送带问题分析【专题分析】传送带问题是高中阶段比较常见也是比较复杂的的题目形式。受力方面，要分析物体与传送带之间是否存在摩擦力，是存在静摩擦力还是滑动摩擦力。运动方面，要分析物体与传送带之间是相对运动，还是相对静止，是相对传送带向前运动，还是相对传送带向后运动。能量方面，要判断物体与传送带之间的热量生成。因此传送带问题需要用到多种物理规律进行求解，如运动学公式的选用、牛顿第二定律、动能定理、摩擦生热、能量转化守恒定律等。物体在传送带上运动，有可能涉及多个物理过程，比如可能在传送带上一直加速，也可能先加速后匀速；可能在传送带上一直减速，也可能先减速后匀速，甚至还可能改变运动方向。因此认真研究运动过程和受力情况是解决传送带问题的关键。【题型讲解】题型一传送带“静”与“动”的区别例题1：如图3-1-1所示，水平传送带静止不动，质量为1kg的小物体，以4m/s的HYPERLINK"http://photo.blog.sina.com.cn/showpic.html"\l"blogid=56b3cd5c0101h6q7&url=http://s16.sinaimg.cn/orignal/56b3cd5ctd61c566d09df"\t"_blank"初速度滑上传送带的左端，最终以2m/s的速度从传送带的右端。如果令传送带逆时针方向匀速开动，小物体仍然以4m/s的初速度滑上传送带的左端，则小物体离开传送带时的速度A．小于2m/sB．等于2m/sC．大于2m/sD．不能达到传送带右端解析：本题主要考查对物体的受力分析。当传送带不动时，物体受到向左的滑动摩擦力，在传送带上向右做减速运动，最终离开传送带。当传送带逆时针开动时，物体仍然相对传送带向右运动，所以受到的摩擦力仍然向左，这样与传送带静止时比较，受力情况完全相同，所以运动情况也应该一致，最后离开传送带时速度仍然是2m/s，答案为B例题2：在例题1中，如果各种情况都不变，当传送带不动时，合外力对物体做功为W1，物体与传送带间产生的热量为Q1；当传送带转动时，合外力对物体做功为W2，物体与传送带间产生的热量为Q2。下列选项正确的有A．W1=W2B．W1<<I>W2C．Q1=Q2D．Q1<<I>Q2解析：本题主要考查对做功和生热的理解。由于两次物体的受力情况和运动情况完全相同，所以由求功公式W=FScosθ，合外力相同，对地位移相同，两次做功相等。由摩擦生热公式Q=FfS相，传送带转动时二者间相对位移大于传送带静止时二者间的相对位移，所以传送带转动时产生的热量要多于传送带静止时生成的热量。答案为AD［变式训练］如图3-1-2所示，倾斜传送带静止，一个小物体无初速放在传送带顶端，可以沿传送带加速下滑。现在令传送带顺时针匀速开动，仍然将小物体无初速放在传送带顶端，则与传送带静止时相比较，下列说法正确的有HYPERLINK"http://photo.blog.sina.com.cn/showpic.html"\l"blogid=56b3cd5c0101h6q7&url=http://s1.sinaimg.cn/orignal/56b3cd5ctd61c58e37ac0"\t"_blank"A．到达传送带底端时的速度大B．摩擦力对物体做功多C．滑到底端所需时间长D．系统产生的热量多（答案：D）题型二水平传送带使物体加速HYPERLINK"http://photo.blog.sina.com.cn/showpic.html"\l"blogid=56b3cd5c0101h6q7&url=http://s6.sinaimg.cn/orignal/56b3cd5ctd61c5a60f835"\t"_blank"例题3：如图3-1-3，水平传送带长为L=10m，以v0=4m/s的速度顺时针匀速转动，将一质量为m=1kg的小物体无初速释放在传送带的左端，小物体与传送带间动摩擦因数μ=0.1。求物体运动到传送带右端所用时间以及物体与传送带之间产生的热量。（g=10m/s2）解析：小物体在传送带上运动，开始时其相对传送带向左运动，受到向右的摩擦力，将向右加速，并且只要速度v小于传送带速度v0，就要向右加速，当物体速度与传送带速度相等时，摩擦力消失，与传送带一起匀速运动。如果传送带足够长，物体就会经历加速运动和匀速运动两个阶段；若传送带长度不足，将只出现加速运动阶段。所以，解题过程中先判断传送带的长度是否允许出现匀速运动过程是解决此题的关键。［变式训练］如图3-1-4所示，一长直木板，静止在水平地面上，其右端放有一个小木块，木块与木板间动摩擦因数为0.2，现对木板施加一水平向右的拉力，使木板始终向右做匀速运动，其速度v0=6m/s。已知木板长度L=8m，重力加速度g=10m/s2，问最终木块是否会离开