第3章 第4节课时1 牛顿运动定律综合应用二：动力学中“传送带模型”问题的剖析物理高三一轮总复习课件鲁教版.ppt
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物理建模：物理建模：“传送带模型传送带模型”问题的剖析问题的剖析Ø1.模型特点模型特点Ø2.典例剖析典例剖析Ø3.规律方法规律方法Ø4.备选训练备选训练Ø5.真题演练真题演练第三章第三章 牛顿运动定律牛顿运动定律 一、模型特点一、模型特点Ø1.模型特点模型特点 1.水平传送带模型水平传送带模型vv0=0v0v0vv滑块可能的运动情况滑块可能的运动情况 (1)可能一直加速可能一直加速(2)可能先加速后匀速可能先加速后匀速 (1)v0>v时，可能一直减速，也可时，可能一直减速，也可能先减速再匀速能先减速再匀速(2)v0 g＝＝10 m/s2)要根据工件的受力情要根据工件的受力情况来分析其运动情况况来分析其运动情况传送带静止时及顺时传送带静止时及顺时针转动时，工件受力针转动时，工件受力情况是相同情况是相同转解析转解析(1)若传送带静止不动，求若传送带静止不动，求vB2)若传送带顺时针转动，工作还能到若传送带顺时针转动，工作还能到达达B端吗？若不能，说明理由；若能，端吗？若不能，说明理由；若能，求到达求到达B点的速度点的速度vB3)若传送带以若传送带以v＝＝13 m/s逆时针匀速转逆时针匀速转动，求动，求vB及工件由及工件由A到到B所用的时间所用的时间 传送带逆时针转动时，工件受向左的传送带逆时针转动时，工件受向左的滑动摩擦力，应先加速运动，达到与滑动摩擦力，应先加速运动，达到与传送带速度相同后再匀速运动传送带速度相同后再匀速运动 【【备选备选】】 水平传送带被广泛应用于机场和火车站水平传送带被广泛应用于机场和火车站,如图示为一水平如图示为一水平传送带装置示意图传送带装置示意图.紧绷的传送带紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率始终保持恒定的速率v＝＝1 m/s运行运行,一质量为一质量为m＝＝4 kg的行李无初速度地放在的行李无初速度地放在A处处,传送带对行李的传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带之间的动摩擦因数设行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝＝0.1,A、、B间的距离间的距离L＝＝2 m , g取取10 m/s2.(1)求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小；求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小；(2)求行李做匀加速直线运动的时间；求行李做匀加速直线运动的时间；(3)如果提高传送带的运行速率如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到行李就能被较快地传送到B处处, 求求行李从行李从A处传送到处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率处的最短时间和传送带对应的最小运行速率. 1.根据行李的两个运动过程根据行李的两个运动过程,可分别分析其受力情况可分别分析其受力情况.行李应由行李应由A到到B一一直保持匀加速直保持匀加速.2.通过牛顿第二定律可求出匀通过牛顿第二定律可求出匀加速行李的加速度加速行李的加速度.3.分析行李整个运动过程中分析行李整个运动过程中v的的变化情况变化情况,并找出与并找出与x、、t之间满之间满足的规律足的规律,列方程求解列方程求解.mgFNFfamgFN审题析疑审题析疑转解析转解析v 三、规律方法三、规律方法Ø3.规律方法规律方法 分析传送带问题的关键分析传送带问题的关键反思总结 关键是关键是判断摩擦力的方向判断摩擦力的方向要注意抓住两个关键时刻：要注意抓住两个关键时刻：一是初始时刻一是初始时刻，，根据物体速度根据物体速度v物物和传送带速度和传送带速度v传传的关系确的关系确定摩擦力的方向定摩擦力的方向；；二是当二是当v物物＝＝v传传时时（速度相等是解决问题的转折点）（速度相等是解决问题的转折点），判断，判断物体能否与传送带保持相对静止。 物体能否与传送带保持相对静止 【【变式训练变式训练2 2】】( (多选多选)(2016)(2016• •广东中山模拟广东中山模拟) )图甲所示的水平传送带图甲所示的水平传送带AB逆逆时针匀速转动时针匀速转动, ,一物块沿曲面从一定高度处由静止开始下滑一物块沿曲面从一定高度处由静止开始下滑, ,以某一初速以某一初速度从传送带左端滑上度从传送带左端滑上, ,在传送带上由速度传感器记录下物块速度随时间在传送带上由速度传感器记录下物块速度随时间的变化关系如图乙所示的变化关系如图乙所示( (图中取向左为正方向图中取向左为正方向, ,以物块刚滑上传送带时为以物块刚滑上传送带时为计时起点计时起点) )已知传送带的速度保持不变已知传送带的速度保持不变, ,重力加速度重力加速度g取取10 10 m/ /s2 2关于物块与传送带间的动摩擦因数物块与传送带间的动摩擦因数μ及物块在传送带上运动第一次回到传送及物块在传送带上运动第一次回到传送带左端的时间带左端的时间t，下列计算结果正确的是，下列计算结果正确的是( ( ) )A．．μ＝＝0.4 0.4 B．．μ＝＝0.20.2C．．t＝＝4.5 4.5 s D．．t＝＝3 3 s结合结合v-t图线，分图线，分析物块的运动情析物块的运动情况，且可获取哪况，且可获取哪些已知量？些已知量？此处图线的转折此处图线的转折反应什么情况？反应什么情况？v0本题详细解本题详细解析见教辅！析见教辅！ 本题详细解析见教辅！本题详细解析见教辅！两工件间的距离两工件间的距离何时相距最近？何时相距最近？何时相距最远？何时相距最远？传送带上增加的牵引力是所有工件与传送带上增加的牵引力是所有工件与传送带间的静摩擦力及滑动摩擦力传送带间的静摩擦力及滑动摩擦力.应确定传送带上始终有几个工件在加应确定传送带上始终有几个工件在加速上升？有几个工件在匀速上升？速上升？有几个工件在匀速上升？ 四、备选训练四、备选训练Ø4.备选训练备选训练 【【备备选选训训练练】】 如如图图示示，，传传送送带带水水平平部部分分xab＝＝2 m，，斜斜面面部部分分xbc＝＝4 m，，bc与与水水平平方方向向夹夹角角α＝＝37°，，一一个个小小物物体体A与与传传送送带带间间的的动动摩摩擦擦因因数数μ＝＝0.25，，传传送送带带沿沿图图示示方方向向以以速速率率v＝＝2 m/s运运动动．．若若把把物物体体A轻轻放放到到a处处，，它它将将被被传传送送带带送送到到c点点，，且且物物体体A不不脱脱离离传传送送带带，，求求物物体体A从从a点点被被传传送送到到c点点所所用用的的时时间间．．(g取取10 m/s2，，sin37°＝＝0.6)分析：分析： (1)物体在传送带上运动时，往往会物体在传送带上运动时，往往会涉及摩擦力的突变和相对运动问题．当物体涉及摩擦力的突变和相对运动问题．当物体与传送带相对静止时，物体与传送带间可能与传送带相对静止时，物体与传送带间可能存在静摩擦力也可能不存在摩擦力．当物体存在静摩擦力也可能不存在摩擦力．当物体与传送带相对滑动时，物体与传送带间有滑与传送带相对滑动时，物体与传送带间有滑动摩擦力，这时物体与传送带间会有相对滑动摩擦力，这时物体与传送带间会有相对滑动的位移．动的位移．(2)常应用的知识点有：匀变速直线运动规常应用的知识点有：匀变速直线运动规律、牛顿运动定律、功能关系等．律、牛顿运动定律、功能关系等．转转 解析解析 转转 解析解析【【备备选选训训练练】】传传送送带带与与水水平平面面夹夹角角为为37°，，皮皮带带以以12 m/s的的速速率率沿沿顺顺时时针针方方向向转转动动，，如如图图所所示示．．今今在在传传送送带带上上端端A处处无无初初速速度度地地放放上上一一个个质质量量为为m的的小小物物块块，，它它与与传传送送带带间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为0.75.若若传传送送带带A到到B的的长长度度为为24 m，，g取取10 m/s2，，则则小小物物块块从从A运运动动到到B的的时间为多少？时间为多少？注意分析物块在下滑过注意分析物块在下滑过程中受力及运动情况的程中受力及运动情况的变化，诱发受力情况突变化，诱发受力情况突变的条件是什么？变的条件是什么？ 【【备选训练备选训练】】 如图所示为粮袋的传送装置 如图所示为粮袋的传送装置,已知已知A、、B两端间的距离为两端间的距离为L,传送带与水平方向的夹角为传送带与水平方向的夹角为θ,工作时运行速度为工作时运行速度为v,粮袋与传送带间的粮袋与传送带间的动摩擦因数为动摩擦因数为μ,正常工作时工人在正常工作时工人在A端将粮袋放到运行中的传送带上。 端将粮袋放到运行中的传送带上设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度大小为重力加速度大小为g关于粮袋关于粮袋从从A到到B的运动的运动,以下说法正确的是（ ）以下说法正确的是（ ）A.粮袋到达粮袋到达B端的速度与端的速度与v比较，可能大，可能小或也可能相等比较，可能大，可能小或也可能相等B.粮袋开始运动的加速度为粮袋开始运动的加速度为g（（sin θ－－μcos θ），若），若L足够大，则以后将足够大，则以后将以速度以速度v做匀速运动做匀速运动C.若若μ≥≥tan θ，则粮袋从，则粮袋从A端到端到B端一定端一定是一直做加速运动是一直做加速运动D.不论不论μ大小如何，粮袋从大小如何，粮袋从A端到端到B端一端一直做匀加速运动，且加速度直做匀加速运动，且加速度a≥gsin θ转转 解析解析 五、真题演练五、真题演练Ø5.真题演练真题演练 【【真真题题】】（（2011•福福建建高高考考)如如图图甲甲所所示示，，绷绷紧紧的的水水平平传传送送带带始始终终以以恒恒定定速速率率v1运运行行，，初初速速度度大大小小为为v2的的小小物物块块从从与与传传送送带带等等高高的的光光滑滑水水平平地地面面上上的的A处处滑滑上上传传送送带带．．若若从从小小物物块块滑滑上上传传送送带带开开始始计计时时，，小小物物块块在在传传送送带带上上运运动动的的v－－t图图象象(以以地地面面为为参参考考系系)如如图图乙所示．已知乙所示．已知v2＞＞v1，则，则( )A. t2时刻，小物块离时刻，小物块离A处的距离达到最大处的距离达到最大B. t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C. 0～～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D. t2～～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用转转 解析解析 【【真题真题】】(多选多选)(2014·四川卷，四川卷，7)如图如图示示,水平传送带以速度水平传送带以速度v1匀速运动匀速运动,小物小物体体P、、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连绳相连,t＝＝0时刻时刻P在传送带左端具有在传送带左端具有速度速度v2,P与定滑轮间的绳水平与定滑轮间的绳水平,t＝＝t0时时刻刻P离开传送带。 不计定滑轮质量和离开传送带不计定滑轮质量和摩擦摩擦,绳足够长正确描述小物体绳足够长正确描述小物体P速速度随时间变化的图象可能是（ ）度随时间变化的图象可能是（ ）转转 解析解析 。
