在传送带上的物体主要是分析它是否受到摩擦力、它受到的摩擦力的大小和方向如何、是静摩擦力还是滑动摩擦力。在受力分析时,正确的理解物体相对于传送带的运动方向,也就是弄清楚站在传送带上看物体向哪个方向运动是至关重要的!因为是否存在物体与传送带的相对运动、相对运动的方向决定着物体是否受到摩擦力和摩擦力的方向。 分析传送带上物体的初速度时,不但要分析物体对地的初速度的大小和方向,同时要重视分析物体相对于传送带的初速度的大小和方向,这样才能明确物体受到摩擦力的方向和它对地的运动情况。 物体对地的初速度和合外力的方向相同时,做加速运动,相反时做减速运动;同理,物体相对于传送带的初速度与合外力方向相同时,相对做加速运动,方向相反时做减速运动。 a、物体对地初速度为零,传送带匀速运动(也就是将物体由静止放在运动的传送带上) 10是物体相对于传送带的初速度,f是物体受到的滑动摩擦力,V20是物体对地运动初速度。(以下的说明中个字母的意义与此相同) 物体必定在滑动摩擦力的作用下相对于地做初速度为零的匀加速直线运动。其加速度由牛顿第二定律 在一段时间内物体的速度小于传送带的速度,物体则相对于传送带向后做减速运动,如果传送带的长度足够长的话,最终物体与传送带相对静止,以传送带的速度V共同匀速运动。 20,且与V的方向相同,传送带以速度V匀速运动(也就是物体冲到运动的传送带上)若V 20的方向与V的方向相同且V20小于V,则物体的受力情况如图1所示完全相同,物体相对于地做初速度是V20的匀加速运动,直至与传送带达到共同速度匀速运动。若V 20的方向与V的方向相同且V20大于V,则物体相对于传送带向前运动,它受到的摩擦力方向向后,如图2所示,摩擦力f的方向与初速度V20方向相反,物体相对于地做初速度是V20的匀减速运动,一直减速至与传送带速度相同,之后以V匀速运动。 20的方向做匀减速直线运动直至对地的速度为零。然后物体反方向(也就是沿着传送带运动的方向)做匀加速直线小于V,物体再次回到出发点时的速度变为-V 20,全过程物体受到的摩擦力大小和方向都没有改变。若V20大于V,物体在未回到出发点之前与传送带达到共同速度V匀速运动。 说明:上述分析都是认为传送带足够长,若传送带不是足够长的线中物体完全可能以不同的速度从右侧离开传送带,应当对题目的条件引起重视。 1就是物体相对于传送带的位移。说明:传送带匀速运动时,物体相对于地的加速度和相对于传送带的加速度是相同的。传送带系统功能关系以及能量转化的计算 是物体对地的位移,滑动摩擦力对物体可能做正功,也可能做负功,物体的动能可能增加也可能减少。 ,也就是说滑动摩擦力对传送带可能做正功也可能做负功。例如图2中物体的速度大于传送带的速度时物体对传送带做正功。 说明:当摩擦力对于传送带做负功时,我们通常说成是传送带克服摩擦力做功,这个功的数值等于外界向传送带系统输入能量。 |