动力学方法重要应用之一:传送带模型

  • A+
所属分类:高三物理

传送带模型,即物体在传送带上运动的情景的总称。传送带问题,实际上就是相对运动的问题。由于传送带的速度与物体的速度、接触面的倾角、动摩擦因素等存在多种可能性,所以物体在传送带上运动往往也存在多种可能性。因此,对传送带进行精准的动力学过程的分析,是解决此类问题的关键。就问题的解决方法,无忧物理学习网总结如下,供大家参考。

1、水平传送带模型

如图所示,水平传送带有三种情景,物体性质具有不确定,具体要讨论才有正确结论。

动力学方法重要应用之一:传送带模型

讨论:

情景1:木块可能一起向右做匀加速直线运动;如果传送带足够长,木块将先匀加速再匀速;

情景2:如果v0>v,木块可能一直减速,也可能先匀减速再匀速(传送带足够长);如果v0<v,木块可能一直加速,也可能先加速直线运动后匀速直线。

情景3:传送带较短时,木块一起减速直线到最左端;如果传递带足够长,木块将还要被传送带传回到右端。其中v0>v返回时速度为v,当v0<v,返回时速度为v0

2、倾斜传送带模型

动力学方法重要应用之一:传送带模型

动力学方法重要应用之一:传送带模型动力学方法重要应用之一:传送带模型动力学方法重要应用之一:传送带模型

讨论:

情景1:木块在传送带上可能一直加速,也可能先加速后匀速运动;

情景2:可能一起加速;也可能先加速后匀速;或者先以a1加速后以a2加速。

情景3:可能一起加速;也可能先加速后匀速;或者可能一起匀速;或者先以a1加速后以a2加速。

情景4:可能一直加速;也可能一直匀速;可能先减速后反向加速。

经典例题

1(多选)如图所示,一足够长的水平传送带以恒定的速度向右传动.将一物体轻轻放在皮带左端,以vaxF表示物体速度大小、加速度大小、位移大小和所受摩擦力的大小.下列选项正确的是()

动力学方法重要应用之一:传送带模型

答案 AB

解析:物体从静止先在恒定的滑动摩擦力作用下匀速直线运动,后与传送带速度相同后,匀速运动,摩擦力消失,xt图象先是曲线后是直线.

2、如图所示,绷紧的水平传送带足够长,始终以v12 m/s的恒定速率运行.初速度大小为v23 m/s的小墨块从与传送带等高的光滑水平面上的A处滑上传送带.若从小墨块滑上传送带开始计时,小墨块在传送带上运动5 s后与传送带的速度相同,求:

动力学方法重要应用之一:传送带模型

(1)小墨块向左运动的最远距离;

(2)小墨块在传送带上留下的痕迹长度.

答案 (1)4.5 m (2)12.5 m

解析 (1)小墨块速度未与传送带速度相同时,受到的摩擦力始终向右,加速度始终向右,根据运动学知识有:aΔv/Δt1 m/s2

小墨块向左减速运动时,对小墨块有:0v2at1

x1(v0+vt)t1/2

联立解得:x14.5 m.

(2)小墨块向左减速的过程中,对传送带:x2v1t1

小墨块向右加速运动时,对小墨块有v1at2

x1v0+vt)t2/2

对传送带x2v1t2

因而小墨块在传送带上的痕迹长度为x(x1x2)(x2x1′)

解得:x12.5 m


发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: