高考热点专题——有关传送带问题的分析与计算 传送带问题是以真实物理现象为依据的问题,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,因而,这种类型问题具有生命力,当然成为高考命题专家所关注的问题
物体在皮带的带动下做匀加速运动,当物体速度增加到与皮带速度相等时,跟皮带一块做匀速运动,分析时要充分考虑整个过程中物体的运动情况
解决此类问题除用到牛顿运动定律外还要用到的动能定理、动量定理和能量守恒定律等知识
传送带问题的考查一般从两个层面上展开: 一是受力和运动分析
受力分析中关键是注意摩擦力的突变(大小,方向)——发生在 V物与V带相同的时刻;运动分析中关键是相对运动的速度大小与方向的变化——物体和传送带对地速度的大小与方向比较
二是功能分析
注意功能关系:WF=△EK+△EP+Q
式中 WF 为传送带做的功,WF=F·S带 (F由传送带受力情况求得);△EK,△EP 为传送带上物体的动能、重力势能的变化;Q 是由于摩擦产生的内能:Q=f·S相对
下面结合传送带两种典型模型加以说明
典例分析 【例 1】如图所示,水平放置的传送带以速度 v=2 m / s 向右运行,现将一小物体轻轻地放在传送带 A 端,物体与传送带间的动摩擦因数 μ=0
2,若 A 端与 B 端相距 4 m,则物体由 A 到 B的时间和物体到 B 端时的速度是:( ) A.2
5 s,2 m / s B.1 s,2 m / s C.2
5 s,4 m / s D.1 s,4 / s 【答案】A 【解析】小物体放在 A 端时初速度为零,且相对于传送带向后运动,所以小物体受到向前的滑动摩擦力,小物体在该力作用下向前加速,a=μg,当小物体的速度与传送带的速度相等时,两者相对静止,不存在摩擦力,小物体开始做匀速直线运动
所以小物体的运动可以分两个阶段,先由零开始加速,后做匀速直线运动