广东省惠州市惠东县惠东中学高三物理第二轮复习《传送带之功能关系》专题导学案

3/32019届?传送带之功能关系?专题班级：__________姓名：____________座号：__________【分析思路】：1．受力和运动分析的关键：摩擦力突变〔大小、方向〕―――发生在V物与V带相同的时刻(1)物体与传送带同向运动(2)物体与传送带反向运动2．功能分析：〔1〕功能关系：WF=△EK+△EP+Q〔2〕对W、Q的正确理解：①传送带做的功：WF=F·S带②产生的内能：Q=f·S相对③△EK、△EP为传送带上物体的动能、重力势能的变化。④如物体无初速,放在水平传送带上,那么物体获得的动能Ek,因摩擦而产生的热量Q,有:Ek=Q=mV2/2【水平放置运行的传送带】：处理水平放置的传送带问题,首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析,通过比拟物体初速度与传送带速度的关系,分清物体所受摩擦力是阻力还是动力；其二是对物体进行运动状态分析,即对静态→动态→终态进行分析和判断,对其全过程作出合理分析、推论,进而采用有关物理规律求解。【倾斜放置运行的传送带】：这种传送带是指两皮带轮等大、轴心共面但不在同一水平线上〔不等高〕,传送带是将物体在斜面上传送的装置。处理这类问题,同样是先对物体进行受力分析,再判断摩擦力的大小与方向。这类问题特别要注意,假设传送带匀速运行,那么不管物体的运动状态如何,物体与传送带间的摩擦力都不会消失。【例1】如图示,倾角为30°的皮带运输机的皮带始终绷紧,且以恒定速度v＝2.5m/s运动,两轮相距LAB＝5m,将质量m＝1kg的物体无初速地轻轻放在A处,假设物体与皮带间的动摩擦因数μ＝．(取g＝10m/s2〕(1)物体从A运动到B共需多少时间?(2)物体从A运动到Ｂ,皮带对物体所做的功是多少?(3)在这段时间内电动机对运输机所做的功是多少?【例2】如图,传送带两轮的半径r=1m,传动中传送带不打滑,质量为1kg的物体从光滑轨道A点无初速下滑〔A点比B点高h=5m〕,物体与传送带之间的动摩擦因数,当传送带静止时,物体恰能在C点离开传送带,那么〔1〕BC两点间距离为多少？〔2〕假设要使物体从A点无初速释放后能以最短时间到达C点,轮子转动的角速度大小应满足什么条件？〔3〕当传送带两轮以12rad/s的角速度顺时针转动时,物体仍从A点无初速释放,在整个过程中物体与皮带系统增加的内能为多少？【例3】如图示,电动传动轮上边的传送带离地高H＝1.05m,左右两端距离L＝2m,物体与传送带间动摩擦因数μ＝0.3,当传送带以不变速率V=2m／s逆时针转动时,质量m=lkg的物体以水平初速V0=3m／s从左端滑上传送带,求物体落地时的速率及产生的内能和消耗的电能．(g取l0m/【针对训练】1．如图示,一质量为m的滑块从高为h的光滑圆弧形槽的顶端A处无初速度地滑下,槽的底端B与水平传A带相接,传送带的运行速度为v0,长为L,滑块滑到传送带上后做匀加速运动,滑到传送带右端C时,恰好被加速到与传送带的速度相同．求：(1)滑块到达底端B时的速度v；(2)滑块与传送带间的动摩擦因数；(3)此过程中,由于克服摩擦力做功而产生的热量Q.2．如图示,水平传送带AB长L=8.3m,质量为M=1kg的木块随传送带一起以v1=2m/s的速度向左匀速度运动〔传送带的传送速度恒定〕,木块与传送带间的动摩擦因数=0.5；当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹以v0=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出的速度u=50m/s,以后每隔1s就有一颗子弹射向木块,设子弹射穿木块的时间极短,且每次射入点各不相同,g取10m/s2．求：(1)在被第二颗子弹击中前,木块向右运动距A点的最大距离是多少？(2)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中？(3)从第一颗子弹射中木块到第二颗子弹击中木块前的过程中,子弹、木块和传送带这一系统所产生的内能是多少？(g取10m/s2〕2019届?传送带之功能关系?专题答案【例1】〔1〕物体从A先匀加速得：加速时间当物体到达传送带速度后,与传送带一起匀速运动,至B处所需时间所以,从A到B共需时间〔2〕A到B过程,皮带对物体做功〔3〕加速过程,物体位移,传送带位移相对位移摩擦产生内能电动机对运输机做功【例2】〔1〕设物体质量为m,在C点时运动速度为,BC间距离为s。因物体恰在c点离开传送那么,由动能定理,得,联立得,m/s,m〔2〕物体以最短时间到达C点,因此BC段物体以最大加速度做匀加速运动,设加速度为物体在B、C两点的速度分别为、,那么,,联立解得,m/s,轮子转动的角速度〔3〕物体在BC段加速运动的时间为s,物体与皮带间相对位移为,【例3】物体运动过程：先向右匀减速,后反向向左匀加速,直至与传送带共速,最后从左侧平抛落地。减速过程：向左加速至共速过程：解得：平抛过程：解得：向右减速过程：向左加速过程：内能的产生是物体在传送带上滑动造成,来源于动能的减少和电能的转化那么内能又因为得：【针对训练】1.解：(1)设滑块到达B点的速度为v,由机械能守恒定律,有.(2)滑块在传送带上做匀加速运动,受到传送带对它的滑动摩擦力,有mg=ma,滑块对地位移为L,末速度为v0,那么,得(3)产生的热量等于滑块与传送带之间发生的相对位移中克服摩擦力所做的功,即为带与滑块间的相对位移,设所用时间为t,那么,得2.解：(1)第一颗子弹射入木块过程中由动量守恒得木块向右做减速运动,加速度,木块速度减小为零所用时间所以木块在被第二颗子弹击中前向右运动距A点最远时,速度为零,移动距离为(2)在第二颗子弹射中木块前,木块再向左做加速运动,时间为,速度增大为〔恰与传送带同速〕,向左移动的位移为.所以在两颗子弹射中木块的时间间隔内,木块总位移,方向向右．第16颗子弹击中前,木块向右移动的位移为=7.5m．第16颗子弹