1、2006-2007高考復(fù)習(xí),2007、3,第二輪能力專題：傳送帶問(wèn)題分析,一.命題趨向與考點(diǎn),傳送帶問(wèn)題是以真實(shí)物理現(xiàn)象為依據(jù)的問(wèn)題，它既能訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，又能聯(lián)系科學(xué)、生產(chǎn)和生活實(shí)際，因而，這種類型問(wèn)題具有生命力，當(dāng)然也就是高考命題專家所關(guān)注的問(wèn)題,二.知識(shí)概要與方法,傳送帶類分水平、傾斜兩種;按轉(zhuǎn)向分順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)兩種。,（1）受力和運(yùn)動(dòng)分析： 受力分析中的摩擦力突變（大小、方向）發(fā)生在V物與V帶相同的時(shí)刻；運(yùn)動(dòng)分析中的速度變化相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向和對(duì)地速度變化。分析關(guān)鍵是：一是 V物、V帶的大小與方向；二是mgsin與f的大小與方向。,二.知識(shí)概要與方法,(2)傳送帶問(wèn)題中的功能分析 功能

2、關(guān)系：WF=EK+EP+Q 對(duì)WF、Q的正確理解 （a）傳送帶做的功：WF=FS帶 功率P=FV帶 （F由傳送帶受力平衡求得） （b）產(chǎn)生的內(nèi)能：Q=fS相對(duì) （c）如物體無(wú)初速，放在水平傳送帶上，則在整個(gè)加速過(guò)程中物體獲得的動(dòng)能EK，因?yàn)槟Σ炼a(chǎn)生的熱量Q有如下關(guān)系：EK=Q=,（一）水平放置運(yùn)行的傳送帶,處理水平放置的傳送帶問(wèn)題，首先是要對(duì)放在傳送帶上的物體進(jìn)行受力分析，分清物體所受摩擦力是阻力還是動(dòng)力；其二是對(duì)物體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，即對(duì)靜態(tài)動(dòng)態(tài)終態(tài)進(jìn)行分析和判斷，對(duì)其全過(guò)程作出合理分析、推論，進(jìn)而采用有關(guān)物理規(guī)律求解. 這類問(wèn)題可分運(yùn)動(dòng)學(xué)型；動(dòng)力學(xué)型；動(dòng)量守恒型；圖象型.,例1:質(zhì)量為m

3、的物體從離離送帶高為H處沿光滑圓弧軌道下滑,水平進(jìn)入長(zhǎng)為L(zhǎng)的靜止的傳送帶落在水平地面的Q點(diǎn),已知物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù) 為,則當(dāng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體仍以 上述方式滑下,將落在Q點(diǎn)的左邊 還是右邊?,解:,物體從P點(diǎn)落下,設(shè)水平進(jìn)入傳送帶時(shí)的速度為v0,則由機(jī)械能守恒得 mgH=mv02,當(dāng)傳送帶靜止時(shí),分析物體在傳送帶上的受力知物體做勻減速運(yùn)動(dòng), a=mg/m=g,物體離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度為,隨后做平拋運(yùn)動(dòng)而落在Q點(diǎn).,當(dāng)傳送帶逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí),分析物體在傳送帶上的受力情況與傳送帶靜止時(shí)相同,因而物體離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度仍為,隨后做平拋運(yùn)動(dòng)而仍落在Q點(diǎn).,(當(dāng)v022gL時(shí),物體將不能滑出傳送帶

4、而被傳送帶送回,顯然不符合題意,舍去),當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可能出現(xiàn)五種情況:,(1)當(dāng)傳送帶的速度v較大,則分析物體在傳送帶上的受力可知,物體一直做勻加速運(yùn)動(dòng),離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度為,因而將落在Q點(diǎn)的右邊.,(2) 當(dāng)傳送帶的速度v較小,則分析物體在傳送帶上的受力可知,物體一直做勻減速運(yùn)動(dòng),離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度為,因而仍將落在Q點(diǎn),則分析物體在傳送帶上的受力可知,物體將在傳送帶上先做勻加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng),離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度,因而將落在Q點(diǎn)右邊,(4) 當(dāng)傳送帶的速度,時(shí), 則分析物體在傳送帶上的受力可知,物體將在傳送帶上先做勻減運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng),離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度,因而將落在Q點(diǎn)的右邊.

5、,(5) 當(dāng)傳送帶的速度,時(shí), 則物體在傳送帶上不受摩擦力的作用而做勻速運(yùn)動(dòng),故將落在Q點(diǎn)的右邊,綜上所述:,例2：如圖所示，一平直的傳送帶以速度V=2m/s勻速運(yùn)動(dòng)，傳送帶把A處的工件運(yùn)送到B處，A，B相距L=10m。從A處把工件無(wú)初速地放到傳送帶上，經(jīng)過(guò)時(shí)間t=6s，能傳送到B處，要用最短的時(shí)間把工件從A處傳送到B處，求傳送帶的運(yùn)行速度至少多大?,解,由題意可知,所以工件在6s內(nèi)先勻加速運(yùn)動(dòng)，后勻速運(yùn)動(dòng)，,故有S1=vt1 ， S2vt2 且t1+t2t ， S1S2 ,聯(lián)立求解得:t12s；v=at1,a1m/s2 ,若要工件最短時(shí)間傳送到處，工件加速度仍為a，設(shè)傳送帶速度為v/，工件先

6、加速后勻速，同上v/t1v/t2，,故當(dāng) ，即 時(shí)，,通過(guò)解答可知工件一直加速到所用時(shí)間最短,例3. 如圖所示,水平傳送帶長(zhǎng)8.3m,質(zhì)量為1kg的木塊隨傳送帶一起以12m/s的速度向左勻速運(yùn)動(dòng)(傳送帶的速度恒定),木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5.當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)至最左端點(diǎn)時(shí),一顆質(zhì)量為20g的子彈以0300m/s水平向右的速度正對(duì)射入木塊并穿出,穿出速度u50m/s,以后每隔1s就有一顆子彈射中木塊,設(shè)子彈射穿木塊的時(shí)間極短,且每次射入點(diǎn)各不相同,g取10m/s2. (1)第一顆子彈射入木塊并穿出時(shí),木塊速度多大？ (2)求在被第二顆子彈擊中前,木塊向右運(yùn)動(dòng)離點(diǎn)的最大距離. (3)木塊在傳送帶上

7、最多 能被多少顆子彈擊中？ (4)從第一顆子彈射中木塊到木塊最終離開(kāi)傳送帶的過(guò)程中，子彈、木塊和傳送帶這一系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱能是多少？,解,（1）設(shè)子彈第 一次射穿木塊后木塊的速度為v1/(方 向向右),則在第一次射穿木塊的過(guò)程中，對(duì)木塊和子彈整體由動(dòng)量守恒定律(取向右方向?yàn)檎?得：mv0Mv1muMv1/，可解得v1/3m/s，其方向應(yīng)向右,（2）木塊向右滑動(dòng)中加速度大小為5m/s2，以速度v/3m/s向右滑行速度減為零時(shí)，所用時(shí)間為t1v1/a 0.6s，顯然這之前第二顆子彈仍未射出，所以木塊向右運(yùn)動(dòng)離點(diǎn)的最大距離Smv1/2/2a 0.9m,（3）木塊向右運(yùn)動(dòng)到離點(diǎn)的最大距離之后，經(jīng)0.4木

8、塊向左作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并獲得速度/,/a0.42m/s，即恰好在與皮帶速度相等時(shí)第二顆子彈將要射入,注意到這一過(guò)程中（即第一個(gè)1秒內(nèi)）木塊離點(diǎn)S1合S,0.5m,第二次射入一顆 子彈使得木塊運(yùn)動(dòng)的情況與第一 次運(yùn)動(dòng)的情況完全相同.,即在每一秒的時(shí)間里，有一顆子彈擊中木塊，使木塊向右運(yùn)動(dòng)0.9m，又向左移動(dòng)S/a0.42=0.4，每一次木塊向右離開(kāi)點(diǎn)的距離是0.5m,顯然，第16顆子彈恰擊中木塊時(shí)，木塊離端的距離是S15合150.5m=7.5m，第16顆子彈擊中木塊后，木塊再向右運(yùn)動(dòng)S15合8.3m7.5m0.8mv0，物塊相對(duì)皮帶向左運(yùn)動(dòng)，其受力向右，向右加速。 a=g=6m/s2，若一直勻

9、加速到皮帶右端時(shí)速度,故沒(méi)有共速，即離開(kāi)皮帶時(shí)速度為v2,所以S3=v2t=5.6m,8.如圖所示是長(zhǎng)度為L(zhǎng)8.0m水平傳送帶，其皮帶輪的半徑為R0.20m，傳送帶上部距地面的高度為h0.45m。一個(gè)旅行包（視為質(zhì)點(diǎn)）以v010m/s的初速度從左端滑上傳送帶。旅行包與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.60。g取10m/s2。求： 若傳送帶靜止，旅行包滑到B端時(shí)，若沒(méi)有人取包，旅行包將從B端滑落。包的落地點(diǎn)距B端的水平距離為多少？設(shè)皮帶輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)皮帶輪的角速度值在什么范圍內(nèi)，包落地點(diǎn)距B端的水平距離始終為中所得的水平距離？ 若皮帶輪的角速度1=40 rad/s，旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離又是多少

10、？ 設(shè)皮帶輪以不同的角速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，畫(huà)出旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離s 隨角速度變化的圖象（的取值范圍從0到100 rad/s）。,解:(1)傳送帶靜止時(shí),包做減速運(yùn)動(dòng),a=g=6m/s2,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為,=2m/s,故S1=vt,=0.6m,當(dāng)速度小于,=2m/s時(shí),包都做減速運(yùn)動(dòng), 落地點(diǎn)與同.即10rad/s,當(dāng)1=40rad/s時(shí),線速度為v=R=8m/s,包先做減速后做勻速運(yùn)動(dòng),離開(kāi)B點(diǎn)時(shí)速度v=8m/s,故S2=v,=2.4m,當(dāng)速度,=14m/s,即70 rad/s后,包一直加速,離開(kāi)B點(diǎn)時(shí)速度為V/=14m/s, 故S3=v/,=4.2m,9、如圖所示，傾角為300的皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶始終繃緊，且以恒定速度v2