传送带的受力分析

萌到你眼炸
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2021年02月22日 01:33
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2021年2月22日发(作者:窃爱)


传送带是应用广泛的一种传动装置,以其为素材的问题以真实物理现象为依据,

< br>


它既能训


练学生的科学思维,又能联系科学、生产和生 活实际,是很好的能力考



查型试题,这类试

< br>题大都具有物理情景模糊、条件隐蔽、过程复杂等特点,是历


< br>年高考考查的热点,也是广


大考生的难点。现通过将传送带问题归类赏析,从而< /p>



阐述解决这类问题的基本方法,找出


解 决这类问题的关键,揭示这类问题的实质。



、依托传送带的受力分析问题




1


如图


1


所示,一 质量为聊的货物放在倾角为的传送带一起向上或向



下做加速运 动。设加速度为<■,试求两种情形下货物所受的摩擦力



F





解析:物体小向上加速运动时,由于沿斜面向下有重力的分力,所以要使物

< br>


体随传


送带向上加速运动,传送带对货物的摩擦力尸必 定沿传送带向上。物体随



传送带向下加速

运动时,摩擦力的方向要视加速度的大小而定,当加速度为某一


< br>合适值时,重力沿斜面向


下的分力恰好提供了所需的合外力,


则摩擦力这零;当



加速度大于 这一值时,摩擦力产


应沿传送带向下;当加速度小于这一值时,摩擦


力厂应沿传送带向上。



当物体随传送带向上加速运动时,由牛顿第二定律得:



■'



整理文本




所以°


丄匚


■,方向沿斜面向上。



物体随传送带向下加速运动时,设



门沿传送带向上,由牛顿第二定律得


:



gsin cr-F


=


ma



所以


-



< /p>


-


L


-'





L



-



''


L


'


时,


F


,与所设方向相同,即沿斜面向 上




'-



1


'


时,弓


-


「,即货物与传送带间无摩擦力作用



当一匚」二时,


F ■==


,与所设方向相反,即沿斜面向下



小结:当传送带上物体所受摩擦力方向不明确时,


< p>
可先假设摩擦力向某一方


后应用牛顿第二定律导出表达式,再结合具体情况 进行讨论


.


二、依托传送带的相对运动问题



整理文本





向,然



2


一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带


< br>之间的动


摩擦因数为一。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定< /p>



的加速度二开始运


动,当其速度达到< /p>



后,便以此速度做匀速运动。经过一段



时间,煤块在传送带上留下了


一段黑色痕迹后,



煤块相对于传送带不再滑动。求



此黑色痕迹的长度。



解析:根据“传 送带上有黑色痕迹”可知,煤块与传送带之间发生了相对滑



动 ,煤


块的加速度;小于传送带的加速度



①。根据牛顿定律,可得:;二


-


衣设经


历时间:,传


送带由静止开始加速到速度等于‘,煤块则 由静止加速到;,有



=


al




整理文本




由于


5 ,


故’


,


煤块继续受到滑动摩擦力的作用。再经过时间


-,


煤块的速度由'•'


增加到;,有此后,煤块与传送带运动速度相同< /p>


,


相对于传送带不再滑动,不再产生新的


痕迹。



设在煤块的速度从


0


增加到「的整个过程中,传送带和煤块移动的距离分别




传送带上留下的黑色痕迹的长度



i


= -----------------------------------------



由以上各式得



-r



小结:对于多个物理过程问题, 能否按顺序对题目给出的物体运动过程进行


析,是解决问题的关键所在

< br>.



整理文本





分段分


、依托传送带的临界、极值问题




3


如图


2< /p>


所示为粮店常用的皮带传输装置,它由两台皮带传输机组成,


< /p>


一台水平传送,


AB


两端相距

< p>
3m


;另一台倾斜,传送带与地面倾角匚丁





CD



两端相距


4 45m, B



C


相距很近•水平部分



AB


以「



的速率顺时针转



动,将质量为


10kg


的一袋米匀速传到倾斜的


CD


部分,米袋与传送带间动摩擦



因数为


0. 5


•求


:











(1< /p>


)



CD


部分不 运转,求米袋沿传输带所能上升的最大距离


;


(2

< p>
)


若要米袋能被送到





D


端,


CD


部分运转速度应满足的条件及米袋从




D


所用时间的取值范围


< p>
解析:


(


1


)

< p>
米袋沿


CD


上滑时,由牛顿第二定律得

< p>
:


整理文本




朋£


sin



+


pmg


ccs6


=


ma



由运动学公式得:


'


J


-



- < /p>


代入数值解得:


L


二」,



(2


)


< br>CD


部分运转速度为时,米袋恰能达


D

< br>点,则


:


米袋速度减为空之前:加速度〔一



_•甘厂、;位移




米袋速度小于之后:加速度〔



又因< /p>



+


眄二知


,解 得:


卩二国觀心



整理文本




位移


-


-


-


-


-


-


-


-


-