牛顿运动定律中的传送带问题.ppt

牛顿运动定律中的传送带问题传送带问题：传送带类分水平、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传相同的时刻；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+Q②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因为摩擦而产生的热量Q有如下关系：EK=Q=例1、水平传送带长4.5m以3m/s的速度作匀速运动。质量m=1kg的物体与传送带间的动摩擦因数为0.15则该物体从静止放到传送带的一端开始到达另一端所需时间为多少?这一过程中由于摩擦产生的热量为多少?这一过程中带动传送带转动的机器做多少功?(g取10m/s2)。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安全检查。如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=0.1AB间的距离L=2.0mg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及运动的总时间。(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。例3.物块从光滑曲面上的P点自由滑下通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上Q点若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来使传送带随之运动如图7所示再把物块放到P点自由滑下则：A.物块将仍落在Q点B.物块将会落在Q点的左边C.物块将会落在Q点的右边D.物块有可能落不到地面上例4、如图示物体从Q点开始自由下滑通过粗糙的静止水平传送带后落在地面P点若传送带按顺时针方向转动。物体仍从Q点开始自由下滑则物体通过传送带后：（）A.一定仍落在P点B.可能落在P点左方C.一定落在P点右方D.可能落在P点也可能落在P点右方例5、如图示传送带与水平面夹角为370并以v=10m/s运行在传送带的A端轻轻放一个小物体物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5AB长16米求：以下两种情况下物体从A到B所用的时间.（1）传送带顺时针方向转动（2）传送带逆时针方向转动30°一传送带装置示意如图其中传送带经过AB区域时是水平的经过BC区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成未画出）经过CD区域时是倾斜的AB和CD都与BC相切。现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上放置时初速为零经传送带运送到D处D和A的高度差为h。稳定工作时传送带速度不变CD段上各箱等距排列相邻两箱的距离为L。每个箱子在A处投放后在到达B之前已经相对于传送带静止且以后也不再滑动（忽略经BC段时的微小滑动）。已知在一段相当长的时间T内共运送小货箱的数目为N。这装置由电动机带动传送带与轮子间无相对滑动不计轮轴处的摩擦。求电动机的平均输出功率P。如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图.绷紧的传送带始终保持3.0m／s的恒定速率运行传送带的水平部分AB距水平地面的高度为h=0.45m.现有一行李包(可视为质点)由A端被传送到B端且传送到B端时没有被及时取下行李包从B端水平抛出不计空气阻力g取l0m/s2(1)若行李包从B端水平抛出的初速v＝3.0m／s求它在空中运动的时间和飞出的水平距离；(2)若行李包以v0＝1.0m／s的初速从A端向右滑行包与传送带间的动摩擦因数μ＝0.20要使它从B端飞出的水平距离等于(1)中所求的水平距离求传送带的长度L应满足的条件.解：物体在摩擦力作用下先匀加速运动后做匀速运动解：(1)物体下滑到A点的速度为v0由机械能守恒定律解：解:设工件向上运动距离S时速度达到传送带的速度v由动能定理可知30°解析:以地面为参考系(下同)设传送带的运动速度为v0在水平段运输的过程中小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动设这段路程为s所用时间为t加速度为a则对小箱有：可见在小箱加速运动过程中小箱获得的动能与发热量相等.Q＝1/2·mv02（1）设行李包在空中运动时间为t飞出的水平距离为s则一平板车质量M=100千