高中物理,物体在传送带上的运动状态判断方法
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一、水平传送带上的运动状态判断
(一)传送带始终保持匀速vo,物块静止放上传送带的一端,判断物块最终离开传送带时v与传送带速度vo的关系。
应用公式:v2-02=2ax
已知传送带长度为L,物块在传送带上的加速度为a。
速度比较法:设物块能够全程加速,则x取值L,求解v。
若v>vo,则物块在传送带上先加速后匀速,匀速速度大小等于vo。
若v=vo,则物块在传送带上全程加速,末速度大小等于vo。
若v<vo,则物块在传送带上全程加速,末速度大小小于vo。
位移比较法:设物块能够加速到vo,则v取值vo,求解x。
若x大于L,则物块在传送带上全程加速,且末速度v小于vo。
若x等于L,则物块在传送带上全程加速,且末速度v等于vo。
若x小于L,则物块在传送带上先加速后匀速,匀速速度大小等于vo。
(二)传送带始终保持匀速vo,物块以初速度v1滑上传送带的一端,判断物块的运动状态。
1、物块顺向滑上传送带。
(1)若v1大于vo或者v1小于vo,则物块减速或者加速,按照“速度比较法”或者“位移比较法”可判断物块在滑落传送带之前能否与传送带共速。
(2)若v1等于vo,则物块直接与传送带保持匀速。
2、物块逆向滑上传送带
初始滑上传送带物块必做减速运动,按照“速度比较法”或者“位移比较法”可判断物块是否会从传送带另一端滑落,若会,则物块全程减速,若不会,则物块滑至传送带的某个位置后速度为零,而后开始反向加速,由于减速和加速过程中加速度相同(只有摩擦力产生加速度的时候),所以物块返回时速度大小与v1相同,方向相反。
二、倾斜传送带上的运动状态判断
(一)传送带始终保持匀速vo,物块静止放上传送带的下端,物块能够向上加速,判断物块最终离开传送带时v与传送带速度vo的关系。
加速度受摩擦力和重力沿斜面向下的分力共同提供,判断方法与水平传送带上一致,按照“速度比较法”或者“位移比较法”分析。
(二)传送带始终保持匀速vo,物块以初速度v1滑上传送带的一端,判断物块的运动状态。
无论是物块滑入的速度与传送带速度的关系是下端顺向、下端逆向、上端顺向还是上端逆向,初始判断方法与水平传送带判断方法相同。但若物块与传送带速度相同后需进行受力分析判断物块能否与传送带保持共速。
方法:
假设物块共速后会相对于传送带下滑,若沿斜面向上的力大于或等于沿斜面向下的力,则物块会与传送带共速,物块受力平衡;
假设物块共速后会相对于传送带下滑,若沿斜面向上的力小于沿斜面向下的力,则物块会沿传送带下滑,加速度按照新受力状态判断。
注意:相对于传送带下滑指的是以传送带为参考系,对物块的速度描述。
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