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物理传送带综合问题选定:摩擦影响物体运动,两类问题解析

2026-02-27 16:24:30教育资讯0

输送带问题其本质乃是摩擦问题,从物体跟传送带之间摩擦的性质上而言,存在着两种情形,一种情况是滑动摩擦,另一种情况是静摩擦,从效果方面来讲,一个是力量,另一个是阻力,所以对于与输送带接触的物体来说,传送带问题摩擦力的作用就此决定了物体的运动,解决问题的关键之处在于摩擦力的分析,输送带问题主要涵盖有两类。HOj物理好资源网(原物理ok网)

类型1 传送带和块沿直线移动HOj物理好资源网(原物理ok网)

示例1,如图1所示,有一质量为m且m等于1kg的物体,它开始于传送带上的静止点A处开始滑落,该物体与皮带之间有着动摩擦因数μ,且μ等于0.5,输送带与水平面呈现夹角α,α为37°,此传送带AB之间存在夹角,其距离L为12.8 m,并且传送带始终依靠速度v,v为4 m/s以恒定的状态逆时针进行移动,求该物体从A移动至B所需的时间。HOj物理好资源网(原物理ok网)

上题中,物体运动过程中摩擦力发生变化,等速度就是转折点。HOj物理好资源网(原物理ok网)

实施例2,如图2所示,水平方向存在足够长的传送带,它以恒定速度v1进行顺时针运动,输送带的右端设有一光滑水平面,该光滑水平面的高度跟输送带的高度是相同的,物体沿着同一条直线以恒定速度v2向左移动,在传送带上滑动之后,经过了一段时间又回到了光滑的水平面,其速度变为v2',以下哪项陈述是正确的?HOj物理好资源网(原物理ok网)

A.如果v1HOj物理好资源网(原物理ok网)

B、如果v1>v2,则v2'=v2HOj物理好资源网(原物理ok网)

C、无论v2有多大,总有v2'=v2HOj物理好资源网(原物理ok网)

D、如果v1=v2,则v2'=v1HOj物理好资源网(原物理ok网)

你所提供的内容存在逻辑错误,物体在传送带上一开始向左滑动,在向右旋转的传送带上,滑动摩擦力方向应向右,物体先向左减速钓鱼网,速度减为零后会向右加速,而不是继续向左移动且说向右加速等错误表述。按照正确逻辑改写如下:分析,物体于传送带上向左滑动,从示意图可知,传送带的上表面向右旋转物理-传送带综合问题选定,所以,在滑动摩擦力作用下,物体先是向左匀速减速移动,速度减为零后,在滑动摩擦力作用下将会向右加速移动,因向左减速与向右加速时,木块受滑动摩擦力作用加速,故而在这两个阶段木块加速度a的大小与方向维持不变。HOj物理好资源网(原物理ok网)

当v1大于v2的时候,物体向左所能达到的最大位移是s等于v2的平方除以2a,当物体的速度减速直至为零然后回到原点时,v2的一撇等于v2。HOj物理好资源网(原物理ok网)

如果 v1HOj物理好资源网(原物理ok网)

物理-传送带综合问题选定HOj物理好资源网(原物理ok网)

物体先减速,直至最左边时速度变为零,之后开始加速向右边运动。当加速到速度为v1的时候,此时位移s′等于v21除以2a。HOj物理好资源网(原物理ok网)

综上所述,本题选项A、B正确。HOj物理好资源网(原物理ok网)

在例3当中,有一块可以被看作是一个颗粒的煤块,被放置在了一条长的水平浅色传送带上,煤块与输送带之间的动摩擦因数是μ,最初的时候,传送带和煤块均处于静止状态,此刻让传送带以恒定的加速度a0开始进行移动,当它的速度达到v0时,便以此速度做匀速运动,经过一段时间后,煤块在传送带上留下了黑色痕迹,煤块不再相对传送带滑动,求的是这条黑色迹线的长度。HOj物理好资源网(原物理ok网)

就“输送带上出现黑色痕迹”来做分析,能够看得出煤块跟输送带之间产生了相对滑动,并且煤块的加速度a比输送带的加速度a0要小。依据牛顿定律,能够得出a=μg。HOj物理好资源网(原物理ok网)

假设在时间t之后,传送带开始从静止状态加速,一直加速到等于v0的速度,与此同时,煤也从静止开始加速,最终加速到v,此时我们有。HOj物理好资源网(原物理ok网)

由上式可得l=v20(a0-μg)2μa0g。HOj物理好资源网(原物理ok网)

2型块运动方向垂直于传送带运动方向HOj物理好资源网(原物理ok网)

例4,如图3所示,水平的传送带,以恒定的速度v进行运动,质量是m的小块,有着一定的水平初速度v,垂直地滑到传送带上,假设传送带足够大,块与带的动摩擦系数为μ,分析表明,块体相对于皮带进行了怎样的运动?HOj物理好资源网(原物理ok网)

(1)分析并解释块在皮带上作什么运动?HOj物理好资源网(原物理ok网)

(2)块体于皮带上运动,历经整个过程,计算摩擦力所做的功,进而考量摩擦力对块体产生的热量。HOj物理好资源网(原物理ok网)

(3) 块体在皮带上移动的最小速度。HOj物理好资源网(原物理ok网)

将平面直角坐标系建立,把传送带的运动方向设定为x轴方向,把物体的运动方向设定为y轴方向进行分析。HOj物理好资源网(原物理ok网)

以传送带作参考系,起始之时,块针对于传送带的速度是2v,其方向跟x轴形成135°。滑动摩擦的方向向来与相对运动的方向相反,也就是跟x轴成45°。好比如图4所呈现的那样。鉴于物体所承受的外力是恒力物理-传送带综合问题选定,故而它相对于传送带做匀速减速直线运动。当速度降低到零时,便不再受到摩擦力的作用,会与传送带维持相对静止。是以地面为参考系,木块起先以匀速曲线运动,初始速度是v,沿着+y方向,加速度为μg,类似斜向投掷运动。此块加速方向一直跟带边缘呈45°角,那么该块顺着皮带以匀速v朝着+x方向移动。HOj物理好资源网(原物理ok网)

物理-传送带综合问题选定HOj物理好资源网(原物理ok网)

以地面作为参考系,把动能定理运用到整个运动进程里,得出木块摩擦力所做的功是W等于0。HOj物理好资源网(原物理ok网)

找出能产生热量的办法其一:借助能量守恒定律去进行求解,以传送带当作参考系(惯性系)来处理传送带相关问题,对于块体而言,在其整个运动进程里,动能所出现的减少量等同于所产生的热量。HOj物理好资源网(原物理ok网)

方法二:物理方法。HOj物理好资源网(原物理ok网)

鉴于物块对于地面而言呈现出斜抛运动,在物块速度方向和摩擦力方向相互垂直之际速度是最小的,也就是。HOj物理好资源网(原物理ok网)

vmin=°=22v。HOj物理好资源网(原物理ok网)

例5(2014年江苏高考),如图5所示,生产车间存在两条水平输送带A、B,这两条输送带相互呈垂直状态,并且高度是相等的,A的速度为v0,小工件是以与A相同的速度离开A的,而且处于稳定状态,是从地面传输至B的,工件与B之间的动摩擦因数为μ,B的宽度足够大,重力加速度为g。HOj物理好资源网(原物理ok网)

若B的速度是v0,那么求工件在B上侧向滑动的距离s,此距离是垂直于B的运动方向的。HOj物理好资源网(原物理ok网)

若B的速度是2v0 ,求工件在B上刚好停止横向滑动之际的速度v。HOj物理好资源网(原物理ok网)

(3)让B的速度维持在2v0不发生改变,当工件于B上停止滑动之际,下一个工件将会恰好传递至B处,按照这样的情况不断类推,假设每个工件的质量是m,除去工件与传送带之间的情况以外,把除摩擦之外的其他能量损失忽略掉,求解驱动B的电机的平均输出功率P。HOj物理好资源网(原物理ok网)

剖析,此道题目乃二零一四年江苏省高考物理最后一道题目,参考答案所选参考系为地面,其解法相对而言较为繁琐复杂。要是我们将传送带B用作参考系统,那么解决办法马上就变得简便起来,这是由于工件的运动呈现为一种极为简单的匀速直线运动状态。解决办法具体如下:HOj物理好资源网(原物理ok网)

(1)工件相对传送带做匀减速直线运动,其初速度是2v0,加速度为μg,此加速度方向 与传送带成45°,所以,相对静止时的位移是s1=v20μg,工件在B上横向(垂直于B沿移动方向移动的距离)。HOj物理好资源网(原物理ok网)

无论怎样,输送带上问题的关键点都在于摩擦这一问题,凭借对摩擦力展开分析进而对物体的运动予以分析,除此之外,摩擦力的方向始终是跟相对运动的方向相反的,所以,不管处于何种状况,将物体相对于传送带的运动当作规定为一定的,而这属于一种线性运动,鉴于块体相对于传送带的摩擦力大小以及方向维持不变,那么块体相对于地面的运动不是直线运动就是类抛射运动(平抛运动或者斜抛运动),故而,参考系的选择是解决该问题的关键所在。HOj物理好资源网(原物理ok网)