2024年高中物理 传送带

高中物理模型盘点(四)传送带模型

物理模型盘点——传送带模型

一、模型特征

1.水平传送带模型

项目图示滑块可能的运动情况

(1)可能一直加速

情景1

O____O(2)可能先加速后匀速

井义、(1)%>P时，可能一直减速，也可能先减速再匀速

情景2

Q____O(2)及O时，可能一直加速，也可能先加速再匀速

(1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端

%

，卜士-Qd——?)(2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端。其

中及〉/返回时速度为V,当的〈/返回时速度为Vo

2.倾斜传送带模型

项目图示滑块可能的运动情况

(1)可能一直加速

情景1

(2)可能先加速后匀速

(1)可能一直加速

，卜士-Q(2)可能先加速后匀速

(3)可能先以&加速后以a2加速

(1)可能一直加速

(2)可能一直匀速

(3)可能先加速后匀速

情景3

户(4)可能先减速后匀速

(5)可能先以助加速后以a2加速

(6)可能一直减速

(1)可能一直加速

情景4产(2)可能一直匀速

(3)可能先减速后反向加速

（4）可能一直减速

二、传送带模型的一般解法

①确定研究对象；

②分析其受力情况和运动情况，（画出受力分析图和运动情景图），注意摩擦力突变对物体运动的影响;

③分清楚研究过程，利用牛顿运动定律和运动学规律求解未知量。

④分析流程

三、传送带中的功能关系

力做的功含义功的计算式引起的能量变化

①传送带对物体即传送带对物体的摩擦力做的功，等于Wf=fa物等于物体机械能的变化量

做的功力乘物体的位移V^=AEk+AEp

②物体对传送带即传送带克服摩擦力做的功，等于力乘明=办传等于外力做的功（匀速传送

做的功传送带的位移带），即消耗的电能叼=E电

③系统内一对滑即一对作用的滑动摩擦力和反作用力做W一对/="/滑相对等于产生的内能

动摩擦力做的功的功，等于力乘相对位移Q=f滑.%相对

=

④电动机做的功即牵引力对传送带做的功，等于牵引力WFFX传将电能转化为机械能和内

乘传送带的位移能WF=A&+A£P+Q

四、摩擦力做功的分析方法

（1）无论是滑动摩擦力，还是静摩擦力，计算做功时都是用力与对地位移的乘积.

（2）摩擦生热的计算：公式。=4%相对中x相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上做往复运动

时，则x相对为总的相对路程.a为滑动摩擦力，静摩擦力作用时，因为一对静摩擦力做的总功为零，所以

不会生热。

五、倾斜传送带上的功能关系

六、注意事项

1.传送带模型中要注意摩擦力的突变

①滑动摩擦力消失②滑动摩擦力突变为静摩擦力③滑动摩擦力改变方向

2.传送带与物体运动的牵制。

牛顿第二定律中a是物体对地加速度，运动学公式中S是物体对地的位移，这一点必须明确。

3.分析问题的思路：

初始条件一相对运动一判断滑动摩擦力的大小和方向一分析出物体受的合外力和加速度大小和方向一

由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力及运动状态的改变。

典例*如图所示，水平传送带两端相距x=8m,工件与传送带间的动摩擦因数〃=0.6,工件滑上/

端时速度VA=10m/s,设工件到达8端时的速度为VB«(取g=10m/s2)

(1)若传送带静止不动，求。；

(2)若传送带顺时针转动，工件还能到达6端吗？若不能，说明理由；若能，求到达6点的速度”;

(3)若传送带以F=13m/s逆时针匀速转动，求比及工件由4到6所用的时间。

【答案】(1)2m/s(2)能,2m/s(3)13m/s0.67s

【解析】(1)根据牛顿第二定律可知Bmg=ma,则a=〃g=6m/s：且i4=2ax,故。=2m/s。

(2)能。当传送带顺时针转动时，工件受力不变，其加速度不发生变化，仍然始终减速，故工件到达夕

端的速度0=2m/so

【名师点睛】

分析传送带问题的关键，要注意抓住两个关键时刻：一是初始时刻，根据物体速度/物和传送带速度〃

传的关系确定摩擦力的方向，二是当y物=丫传时(速度相等是解决问题的转折点)，判断物体能否与传送带保

持相对静止。

典例*如图所示为皮带传输装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角”37。,48两端相距5.0m,质

量为〃=10例的物体以外=6.OWs的速度沿47方向从4端滑上传送带,物体与传送带间的动摩擦因数处处相

同，均为0.5.传送带顺时针运转的速度为v,(炉\0N/kg,sin37°=0.6cos37。=0.8)求：

(1)若传送带速度片6.Qmls,物体从A点到达B点所需的时间；

(2)若传送带速度-4.0Ws,物体从4点到达6点所需的时间又是多少；

(3)若物体与传送带间的动摩擦因数处处为0.8,且传送带顺时针运转的速度片6.0/s,求物体从A点到达

B点所需的时间；

【答案】(1)1s(2)2.2s(3)-s

6

【解析】(1)开始时物体的初速度等于传送带的速度，根据受力及牛顿第二定律求出物体的加速度，结合

位移公式求解；(2)若传送带速度v=4.0m/s,开始物体相对传送带上滑，合力沿传送带向下，做减速运动，

当物体达到与传送带速度相等后继续做减速运动，根据牛顿第二定律和运动学公式求解；

(3)当动摩擦因数〃=0.8>tan37°时，物体随传送带一起匀速运动；

【详解】

(1)若传送带速度u=6.0?n/s,而且由于〃=0.5Vta7i37°,即Mgsin。>pMgcos。,所以物体相对斜面向

下运动，物体的加速度沿斜面向下，即物体沿传送带减速运动，根据牛顿第二定律有：Mgsind—(iMgcosd=

Ma19解得：a1=gsinB—[igcosB=2mJs2位移:L-vot—解得：t=Is(t=5s舍去)；(2)若

传送带速度u=4.0zn/s,设物体速度大于传送带速度时加速度大小为g,由牛顿第二定律得：MgsinO+

liMgcosO=Ma2

解得：a=10m/s2,方向沿斜面向下设经过时间h物体的速度与传送带速度相同，匕="也=0.2s

2a2

通过的位移：%1=3二％=VI设物体速度等于传送带速度以后物体继续减速运动，设此时物体的加速度

2a2

为。3

则：Mgsind—fiMgcosd—Ma3,即<23=Zm/s2

物体继续减速，设经七2速度到达传送带B点，L一XI=讥2—：Cl3诒解得：t2=2s,