方法14 高中物理模型盘点（四）传送带模型-2023年高考物理学习记忆方法大全

方法14 高中物理模型盘点（四）传送带模型 目 录 一、模型特征 1 二、传送带模型的一般解法 2 三、传送带中的功能关系 2 四、摩擦力做功的分析方法 3 五、倾斜传送带上的功能关系 3 六、注意事项 3 【典型例题】 4 【即学即练】 6 参考答案 11 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 情景1 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 情景2 (1)v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速 (2)v0<v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速 情景3 (1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端 (2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端。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 项目 图示 滑块可能的运动情况 情景1 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 情景2 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 (3)可能先以a1加速后以a2加速 情景3 (1)可能一直加速 (2)可能一直匀速 (3)可能先加速后匀速 (4)可能先减速后匀速 (5)可能先以a1加速后以a2加速 (6)可能一直减速 情景4 (1)可能一直加速 (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传送带对物体做的功 即传送带对物体的摩擦力做的功，等于力乘物体的位移 Wf＝fx物 等于物体机械能的变化量Wf＝ΔEk＋ΔEp ②物体对传送带做的功 即传送带克服摩擦力做的功，等于力乘传送带的位移 Wf＝-fx传 等于外力做的功(匀速传送带)，即消耗的电能Wf＝E电 ③系统内一对滑动摩擦力做的功 即一对作用的滑动摩擦力和反作用力做的功，等于力乘相对位移 W一对f＝-f滑·x相对 等于产生的内能 Q＝f滑·x相对 ④电动机做的功 即牵引力对传送带做的功，等于牵引力乘传送带的位移 WF＝Fx传 将电能转化为机械能和内能WF＝ΔEk＋ΔEp＋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Q＝Ff·x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．Ff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→相对运动→判断滑动摩擦力的大小和方向→分析出物体受的合外力和加速度大小和方向→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。 【典型例题】 如图所示，水平传送带两端相距x＝8 m，工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.6，工件滑上A端时速度vA＝10 m/s，设工件到达B端时的速度为vB。(取g＝10 m/s2) (1)若传送带静止不动，求vB； (2)若传送带顺时针转动，工件还能到达B端吗？若不能，说明理由；若能，求到达B点的速度vB； (3)若传送带以v＝13 m/s逆时针匀速转动，求vB及工件由A到B所用的时间。 【答案】　(1)2 m/s　(2)能，2 m/s　(3)13 m/s　0.67 s 【解析】　(1)根据牛顿第二定律可知μmg＝ma，则a＝μg＝6 m/s2，且v－v＝2ax，故vB＝2 m/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B端的速度vB＝2 m/s。 【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v物和传送带速度v传的关系确定摩擦力的方向，二是当v物＝v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。 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θ=37∘,A、B两端相距5.0m,质量为M =10kg的物体以v0=6.0m/s的速度沿AB方向从A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 ，(g=1