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輸送帶問題的分類與分析
輸送帶是一種運輸貨物的省力工具。 廣泛應用于裝卸行業(yè)。 只要留心,鞋廠、車站、機場、裝卸碼頭隨處可見忙碌的傳送帶。 近年來,“無論是普通培訓還是中考傳送帶的摩擦力方向,輸送帶都被頻繁用作命題的題目”,突出了理論聯(lián)系實際,數(shù)學知識在日常生活和生產實踐中的應用。 本文對與輸送帶有關的問題進行了收集整理,并從兩個角度進行分類分析:一是從輸送帶問題的檢測對象來分析(即:受力和運動的分析,以及對輸送帶問題的分析)。能量轉換); 二是從傳送帶的角度來分析。 方式來分析。
首先總結一下輸送帶的相關知識:
(一)輸送帶的分類:(幾種常見的輸送帶型號)
1、按放置方向分為水平式、傾斜式、組合式三種;
2、按旋轉方向分,有順時針和逆時針兩種;
3、按運動狀態(tài)可分為勻速和變速兩種。
(2)輸送帶特點:
傳送帶的運動不受滑塊的影響。 由于滑塊的加入,推動輸送帶的電機需要輸出更多的能量,等于滑塊機械能減少與摩擦產生的熱量之和。
(3)受力分析:
在輸送帶模型中,需要注意摩擦力的突然變化(與v物體和v帶同時發(fā)生),對于傾斜輸送帶模型,需要分析mgsinθ 和 f 的大小和方向。 突變分為三種類型:
1、滑動摩擦消失;
2、滑動摩擦突然變?yōu)殪o摩擦;
3、滑動摩擦改變方向;
(4)運動分析:
1、注意參考系的選擇,傳送帶模型中選擇地面作為參考系;
2、普通速度判斷后,是否與傳送帶保持相對靜止,勻速運動? 還是繼續(xù)加速運動?
3. 確定傳送帶的寬度——是否在臨界點之前滑出?
(5)傳送帶問題中的函數(shù)分析
一、功能關系:
WF=△EK+△EP+Q。 輸送帶能量流向系統(tǒng)形成的內能,被輸送物體的動能變化,被輸送物體勢能的減少。 為此,電機因傳動腔而消耗的電能包括腔縮減的動能和勢能以及摩擦產生的熱量。
2、正確理解WF和Q
(a) 傳送帶所做的功:WF=F·S 傳送帶
功率P=F×v帶(F由輸送帶受力平衡求得)
(b) 形成內能:Q=f S 相對于
(c) 如果物體沒有初速度,放在水平傳送帶上,物體在整個加速過程中獲得的動能EK與摩擦形成的熱量Q有如下關系:EK=Q=
.
一對滑動摩擦力所做的總功等于機械能轉化為熱能。 而這個總功在求法上比普通互斥力總功更有特點,一對互斥力的功通常是相對于W=f相s的,而一對功W=f相傳送帶滑動摩擦力 s,其中 s 是被傳送物體的實際距離。 由于一對滑動摩擦力做功,力的大小相等,位移不相等(差一倍而已),但一個是正功,一個是負功。 代數(shù)和為負值,表示機械能轉化為內能,轉化量為兩功之差的絕對值。
(6) 水平輸送帶問題的變異類型
假設輸送帶的速度為v,物體與輸送帶之間的動摩擦素數(shù)為μ,兩個定滑輪之間的距離為L,放在輸送帶一端的物體的初速度是v0。
1、當v0=0時,當v0物體剛好放在傳送帶上時,由于摩擦力的作用,會做一個a=μg的加速運動。 假設物體從傳送帶上開始到離開傳送帶仍然在加速,離開傳送帶時的速度為v=
,即使有:當三角帶<時,物體會先在傳送帶中加速,然后勻速運動。
v帶≥
,物體仍會在傳送帶中加速。
2、V0≠0,且V0與V帶同向
(1) 當V0<v帶時,同理可知,物體剛在帶上運動時,會做a=μg的加速運動。 假設物體仍然加速離開傳送帶,離開傳送帶時的速度為V=
,即使有:V0<v band<
時,物體在傳送帶上先加速后勻速運動。
v帶≥
,物體仍會在傳送帶中加速。
(2) 當V0>v帶時,由于V0>v帶,當物體剛剛移動到傳送帶上時,就會做一個減速運動,加速度為a=μg。 假設物體仍然減速離開傳送帶,離開傳送帶時的速度為V =
, 即使 v 波段 ≤
,物體仍會在傳送帶中減速。
V0>V帶>
時,物體先減速后在傳送帶上勻速運動。
3、V0≠0,V0與V帶相反
在這種情況下,當物體首先移動到傳送帶上時,它會以加速度 減速,假設物體仍然減速離開傳送帶,那么它離開傳送帶時的速度為 V=
,即使:
V≥0,即V0≥
,物體仍會減速,直到從傳送帶的另一端離開傳送帶。
V<0,即V0<
當 時,物體不會從傳送帶的另一端離開,而是從踏入端離開,其可能的運動情況有:
A。 先向V0方向減速,再向相反方向加速,直至從裝料端離開輸送帶
b. 先向V0方向減速,然后沿V0反方向加速,最后保持勻速,直到從裝料端離開輸送帶。
(7) 輸送帶傾斜問題的變化類型
1、V0=0
2、V0≠0,且V0與v波段同向
① 當 V0<v-band ②V0>v-band
3、V0≠0,且V0與v帶相反
① 當 V0<v-band ②V0>v-band
當μ≥tanθ時,物體加速到與輸送帶相同的速度后,物體將與輸送帶保持相對靜止,并隨輸送帶勻速運動; 當μ<tanθ時,物體在獲得與傳送帶加速相同的速度后繼續(xù)運動。
(8)傳送帶模型的常用解法
1.確定研究對象;
2、力分析和運動分析(繪制力分析圖和運動場景圖),注意摩擦力的突變對物體運動的影響;
3.理清研究過程,借助牛頓運動定理和運動學定律求解未知量。
輸送帶拋料的具體種類:
1.輸送帶問題中受力和運動的分析
輸送帶試題多與力與運動的關系有關。 有水平方向、傾斜方向以及水平和傾斜方向的組合。 還有改良的傳送帶。 在處理輸送帶上力與運動的關系時,需要根據物體所受的力來確定物體的運動特性; 并根據物體的運動特性求解物體的力。
1. 水平輸送帶受力及運動分析
例1 水平輸送帶廣泛應用于北站、碼頭、鞋廠、車間等。 如圖所示為水平輸送帶裝置示意圖。 緊繃的傳送帶AB一直以v0=2m/s的恒定速度運行。 一個質量為 m 的螺孔放置在 A 處,沒有初速度。 輸送帶在型腔上的滑動摩擦力使工件開始做勻速直線運動。 空腔與輸送帶之間的動摩擦素數(shù)為μ=0.2,AB寬度為L=10m,g為10m/s2。 求空腔從 A 移動到 B 所需的時間。
分析腔放置在無初始速度的傳送帶上。 由于輸送帶以2m/s的勻速運動,輸送帶上的螺孔受輸送帶的滑動摩擦力作勻速加速運動。 當型腔加速到與傳送帶速度相等時,如果型腔不從傳送帶上滑落,則螺孔在傳送帶上不會相對滑動,兩者會移動一起以恒定的速度。
設模具型腔的加速度為a,加速時間為t1,加速度的位移為l。 根據牛頓第二定律,有:μmg=ma
代入數(shù)據得到:a=2m/s2
空腔加速運動時間t1 =
代入數(shù)據得到:t1=1s
這個過程中空腔的位移l=2(1)at12
代入數(shù)據得到:l=1m
因為l<L,型腔不會從傳送帶上滑落
設型腔隨傳送帶勻速運動的時間為t2,則t2=
代入數(shù)據得到:t2=4.5s
所以腔體從A移動到B的總時間為t=t1+t2=5.5s
點評:這是一個實際問題,輸送帶勻速運行,但輸送的螺桿孔的初速度為0。解決這類問題傳送帶的摩擦力方向,首先要分析輸送螺桿的受力情況孔,并根據腔的力確定它。 鍵槽的運動學特性,然后根據運動學特性求解所求的數(shù)學量。 通常情況下,螺孔在輸送帶上有兩種運動方式,一種是勻加速運動,一種是勻速運動。 在由勻速加速到勻速運動的過程中,往往需要判斷型腔在輸送帶上加速運動結束時是否從輸送帶上滑落。 如果它已經從傳送帶上滑落,則型腔不具有勻速運動階段。 如果沒有滑移的話,型腔就會隨著傳送帶勻速運動。 由此可見,型腔是否從傳送帶上滑落的判斷不容忽視。
2. 傾斜輸送帶受力及運動分析
輕微地
3. 水平傾斜復合輸送帶受力及運動分析
輕微地
4.變形輸送帶受力和運動分析
輕微地
2.輸送帶能量轉換問題分析
1. 水平輸送帶能量轉換分析
輕微地
2. 傾斜輸送帶能量轉換分析
輕微地
3. 水平與傾斜組合輸送帶能量轉換分析
輕微地
4.變形輸送帶能量轉換分析
輕微地