2018年高考物理复习(一轮)传送带类问题(模型一)

1、2017-2018年高考物理一轮复习,传送带类问题,牛顿定律的应用 ,传送带问题,皮带传送是综合考查摩擦力及牛顿运动定律的问题，同时也能很好地联系生产、生活实际，所以是一种很好的题型。日常生活中传送带或与传送带类似的运输工具随处可见。近几年，以“传送带”为载体的习题在各类考试中出现的频率较高,形式也很灵活。本节课就如何利用牛顿运动定律解传送带问题举例分析，并归纳解题中应注意的问题。,传送带类分水平、倾斜两种：按转向分顺时针、逆时针转两种。,传送带问题分类,传送带问题,传送带问题,【情景1】,v0,【模型一】如图所示,传送带从A到B长度为L,传送带以v0的速率顺时针转动.在传送带上端A无初速地放

2、一个质量为m的物体,它与传送带间的动摩擦因数,试分析滑块在传送带上的运动情况.,A,B,无初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析,无初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析,传送带刚够长,滑块一直做匀加速,注意：滑块在传送带上加速获得的最大速度不大于传送带的速度。,传送带不够长,滑块一直做匀加速,传送带足够长,滑块先做匀加速后匀速,传送带问题,【情景2】,v0,【模型一】如图所示,传送带从A到B长度为L,传送带以v0的速率顺时针转动.一个质量为m的滑块从A端以速度v1滑上传送带,它与传送带间的动摩擦因数,试分析滑块在传送带上的运动情况.,A,B,与传送带具有同向速度的滑块在水平传送带上的运动

3、分析,v1,若v1v0,传送带足够长,传送带刚够长,滑块先做匀加速后匀速,滑块一直做匀加速,传送带不够长,滑块一直做匀加速,与传送带具有同向速度的滑块在水平传送带上的运动分析(v1v0),注意：滑块在传送带上加速时，获得的最大速度不大于传送带的速度。,传送带问题,【情景3】,v0,A,B,与传送带具有同向速度的滑块在 水平传送带上的运动分析,v1,讨论：若v1v0,传送带足够长,传送带刚够长,滑块先做匀减速后匀速,滑块一直做匀减速,传送带不够长,滑块一直做匀减速,与传送带具有同向速度的滑块在水平传送带上的运动分析(v1v0),注意：滑块在传送带上减速时，减速后的最后速度不小于传送带的速度。,例

4、题1、水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图所示为一水平传送带装置示意图绷紧的传送带AB始终保持恒定的速率v1 m/s运行，一质量为m4 kg的行李无初速度地放在A处，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，随后行李又以与传送带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0.1，A、B间的距离L2 m，g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； (2)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，行李就能被较快地传送到B处，求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率,传送带问题,加速时间,通过余

5、下距离所用时间,共用时间,解：行李受向右的滑动摩擦力f=mg,向右匀加速运动;当速度增加到与传送带速度相同时，和传送带一起做匀速运动到B端.,加速度,(2)加速位移,最短时间,传送带最小速率,传送带问题,练1：如图所示 ，传送带保持v01 m/s 的速度运动，现将 一质量m0.5kg的物体从传送带左端放上，设物体与传送带间动摩擦因数0.1，传送带两端水平距离x2.5 m，则物体从左端运动到右端所经历的时间为( ) A. s B. s C. 3 s D.5 s,C,传送带问题,传送带问题,【问题一】分析滑块在传送带上运动的时间.,【模型1】如图所示,传送带从A到B长度为L,传送带以v0的速率逆时

6、针转动.在传送带上端A无初速地放一个质量为m的物体,它与传送带间的动摩擦因数求物体从A运动到B需要的时间。,【讨论一】传送带“不够长”(物体到达B时,速度仍小于传送带的速度),物体从A运动到一直做匀加速故加速时间为:,牛顿运动定律,【讨论二】传送带“刚够长”(物体到B时,速度刚好等于传送带的速度),物体从A运动到一直做匀加速故加速时间为:,【问题一】分析滑块在传送带上运动的时间.,牛顿运动定律,【讨论三】传送带“足够长”(物体到B前,速度等于传送带的速度,之后由于不再受摩擦力而做匀速运动),物体做匀加速时间为:,物体做匀加速位移为:,物体做匀速时间为:,物体从A到B的总时间为:,【问题一】分析

7、滑块在传送带上运动的时间.,无初速度的滑块在水平传送带上的运动的时间,传送带问题,【情景1】,无初速度的滑块在倾斜传送带上的运动情况分析,【模型二】如图所示,传送带与水平面夹角为,从A到B长度为L,传送带以v0的速率顺时针转动.在传送带上端A无初速地放一个质量为m的滑块,它与传送带间的动摩擦因数,试分析滑块的运动情况,本情景中，必须满足mgcos mgsin,即tan,无初速度的滑块在倾斜传送带上的运动情况分析,传送带刚够长,滑块一直做匀加速,注意：滑块在传送带上加速获得的最大速度不大于传送带的速度。,传送带不够长,滑块一直做匀加速,传送带足够长,滑块先做匀加速后匀速,传送带问题,【情景2】,

8、【模型三】如图所示,传送带与水平面夹角为,从A到B长度为L,传送带以v0的速率逆时针转动.在传送带上端A无初速地放一个质量为m的滑块,它与传送带间的动摩擦因数,试分析滑块的运动情况,与传送带具有同向速度的滑块在倾斜传送带上的运动分析,v1,讨论:(1)若v1v0,(2)若v1v0,本情景中，必须满足mgcos mgsin,即tan,传送带足够长,传送带刚够长,滑块先做匀加速后匀速,滑块一直做匀加速,传送带不够长,滑块一直做匀加速,与传送带具有同向速度的滑块在倾斜传送带上的运动分析(v1v0),注意：滑块在传送带上加速时，获得的最大速度不大于传送带的速度。,传送带足够长,传送带刚够长,滑块先做匀

9、减速后匀速,滑块一直做匀减速,传送带不够长,滑块一直做匀减速,与传送带具有同向速度的滑块在水平传送带上的运动分析(v1v0),注意：滑块在传送带上减速时，减速后的最后速度不小于传送带的速度。,例4如图所示，传送带与水平方向夹37角，AB长为L16m的传送带以恒定速度v10m/s运动，在传送带上端A处无初速释放质量为m0.5kg的物块，物块与带面间的动摩擦因数0.5，求： （1）当传送带顺时针转动时，物块从A到B所经历的时间为多少？ （2）当传送带逆时针转动时，物块从A到B所经历的时间为多少？ (sin370.6，cos370.8，取g10 m/s2),传送带问题,(1) 当传送带顺时针转动时，

10、设物块的加速度为a ，物块受到传送带给予的滑动摩擦力 mgcos37方向沿斜面向上且小于物块重力的分力mg sin37， 根据牛顿第二定律，有： mg sin37- mgcos37ma 代入数据可得： a2 m/s2 物块在传送带上做加速度为a2 m/s2的匀加速运动，设运动时间为t， L=1/2at2代入数据可得：t4s,传送带问题,（2）物块放上传送带的开始的一段时间受力情况 如图甲所示，前一阶段物块作初速为0的匀加速运动，设加速度为a1 ， 由牛顿第二定律，有mgsin37mgcos37=ma1 , 解得：a1 10m/s2, 设物块加速时间为t1 ， 解得：t1=1s 因位移X1= =

11、5m16m ,说明物块仍然在传送带上,设后一阶段物块的加速度为a2, 当物块速度大于传送带速度时，其受力情况如图乙所示 由牛顿第二定律，有：mg sin37- mgcos37ma2 ,解得a22m/s2 ， 设后阶段物块下滑到底端所用的时间为t2由 LX1vt2a2t/2，解得t21s 另一解11s 不合题意所以物块从A到B的时间为：tt1t22s,传送带问题,点评: 解答传送带问题的关键是分析摩擦力的方向，以及摩擦力向上和向下的条件。从解答过程中我们可以得到以下三点启示： （1）解答“运动和力”问题的关键是要分析清楚物体的受力情况和运动情况，弄清所给问题的物理情景加速度是动力学公式和运动学公

12、式之间联系的桥梁 （2）审题时应注意对题给条件作必要的定性分析和半定量的分析。如：由本题中给出的和值可作出以下判断：当tan时，物块在加速至与传送带速度相同后，物块将与传送带相对静止，并同传送带一起匀速运动；当tan时，物块在获得与传送带相同的速度后仍继续加速 （3）滑动摩擦力的方向并不总是阻碍物体的运动，而是阻碍物体间的相对运动。它可能是是阻力，也可能是动力,传送带问题,传送带问题解题策略,首先根据初始条件比较 物体对地的速度v物与v传的大小与方向，明确物体受到的摩擦力的种类及其规律，然后分析出物体受的合外力和加速度大小和方向，再结合物体的初速度确定物体的运动性质。,（1）受力分析和运动分析是解题的基础。,受力分析的关键是摩擦力的分析。,传送带问题,当物体与皮带速度出现大小相等、方向相同时，物体能否与皮带保持相对静止。一般采用假设法，假