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专题二:传送带(相对运动)问题

专题二:传送带(相对运动)问题
专题二:传送带(相对运动)问题

专题二,传送带(相对运动)问题

一、传送带模型中要注意摩擦力的突变①滑动摩擦力消失②滑动摩擦力突变为静摩擦力③滑动摩擦力改变方向

二、传送带模型的一般解法①确定研究对象;②分析其受力情况和运动情况,(画出受力分析图和运动情景图),注意摩擦力突变对物体运动的影响;③分清楚研究过程,利用牛顿运动定律和运动学规律求解未知量。

三、难点疑点:传送带与物体运动的牵制。牛顿第二定律中a是物体对地加速度,运动学公式中S是物体对地的位移,这一点必须明确。

四、分析问题的思路:初始条件→相对运动→判断滑动摩擦力的大小和方向→分析出物体受的合外力和加速度大小和方向→由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力及运动状态的改变

1.物块从光滑斜面上的P点自由滑下通过粗糙的静止水平

传送带后落到地面上的Q点.若传送带的皮带轮沿逆时针方

向匀速转动,使传送带随之运动,如图所示,物块仍从P点

自由滑下,则()

A.物块有可能落不到地面 B.物块将仍落在Q点

图1

C.物块将会落在Q点的左边 D.物块将会落在Q点的

右边

2.(2003年·江苏理综)水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查右图为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带A、B始终保持v=1m/s的恒定速率运行;一质量为m=4kg的行李无初速地放在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.设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,AB间的距离l=2m,g取10m/s2.

(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小;

(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.

图2

3.如图所示,传送带与地面倾角θ=37°,从AB长度为16m,传送带以10m/s的速率逆时针转动.在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.求物体从A运动到B需时间是多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

图3

4.如图3-2-24所示,传送带两轮A、B的距离L=11 m,皮带以恒定速度v=2 m/s运动,现将一质量为m的物块无初速度地放在A端,若物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.8,传送带的倾角为α=37°,那么物块m从A端运到B端所需的时间是多少?(g取10 m/s2,cos37°=0.8)

图4

5.在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。当旅客把行李放到传送带上时,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动。随后它们保持相对静止,行李随传送带一起前进。设传送带匀速前进的速度为025m/s,把质量为5kg的木箱静止放传送带上,由于滑动摩擦力的作用,以6m/s2的加速度前进,那么这个木箱放在传送带上后,传送带上将留下一段多长的摩擦痕迹?摩擦痕迹摩擦痕迹0.25m/s的过程中,传送带比行李多运动的距离。

6.如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图.绷紧的传送带始终保持3.0m/s的恒定速率运行,传送带的水平部分AB距水平地面的高度为h=0.45m.现有一行李包(可视为质点)由A端被传送到B端,且传送到B端时没有被及时取下,行李包从B端水平抛出,不计空气阻力,g取l0m/s2 (1)若行李包从B端水平抛出的初速v=3.0m/s,求它在空中运动的时间和飞出的水平距离; (2)若行李包以v。=1.0m/s的初速从A端向右滑行,包与传送带间的动摩擦因数μ=0.20,要使它从B端飞出的水平距离等于(1)中所求的水平距离,求传送带的长度L应满足的条件.

图6

7.图是工厂里的流水线上安装的传送带示意图,它用斜面和水平的传送带来传送货物,这样可以大大提高工作效率.当长为25 m 的水平传送带以2 m/s 的恒定速度传送质量为0.5 kg 的货物(可看做质点)时,货物均以0.5 m/s 的初速度从A 位置水平滑上传送带.货物与传送带之间的动摩擦因数为0.2,且每当前一个货物在传送带上相对静止时,后一个货物恰好 滑上水平传送带,g =10 m/s2,则:

(1)每分钟有多少个货物滑上水平传送带?

(2)在水平传送带上,相邻两个相对于传送带静止的货物

之间的距离是多少?

8.如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出, 砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验. 若砝码和纸板的质量分别为m1 和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ. 重力加速度为g.

(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;

(2)要使纸板相对砝码运动,,求需所拉力的大小;

(3)本实验中,m1 =0. 5 kg,m2 =0. 1 kg,μ=0. 2,砝码与纸板

左端的距离d =0. 1 m,取g =10 m/ s2 . 若砝码移动的距离超

过l =0. 002 m,人眼就能感知. 为确保实验成功,纸板所需的拉

力至少多大

? 图7 图8

2021版高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律小专题三传送带模型中的动力学问题学案新人教版

小专题三传送带模型中的动力学问题 因物体与传送带间的动摩擦因数、斜面倾角、传送带速度、传送方向、滑块初速度的大小和方向的不同,传送带问题往往存在多种可能,因此对传送带问题作出准确的动力学过程分析,是解决此类问题的关键。 下面介绍两种常见的传送带模型: 1.水平传送带模型 项目图示滑块可能的运动情况 情景1 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 情景2 (1)v0>v时,可能一直减速,也可能先减速再匀速 (2)v0v返回时速度为v,当v0

(3)可能一直减速,也可能先减速后反向加速 [典例1] 水平传送带被广泛地应用于机场和车站,如图所示为一水平传送带装置示意图。紧绷的传送带AB 始终保持恒定的速率v=1 m/s 运行。一质量为m=4 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μ=0.1,A,B 间的距离L=2 m,g 取10 m/s 2 。 (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。 解析: (1)行李刚开始运动时,受力如图所示, 滑动摩擦力 F f =μmg=4 N 由牛顿第二定律得F f =ma 解得a=1 m/s 2 。 (2)行李达到与传送带相同速率后匀速运动, 则v=at 解得t=v a =1 s 。 (3)行李始终匀加速运动的运行时间最短,且加速度仍为a= 1 m/s 2 ,当行李到达右端时,有 2min v =2aL 解得v min 2aL 故传送带的最小运行速率为2 m/s 行李运行的最短时间t min = min v a =2 s 。 答案:(1)4 N 1 m/s 2 (2)1 s (3)2 s 2 m/s

高考专题之传送带上的问题

高考热点专题——有关传送带问题的分析与计算 传送带问题是以真实物理现象为依据的问题,它既能训练学生的科学思维,又能联系科学,生产和生活实际,因而,这种类型问题具有生命力,当然成为高考命题专家所关注的问题。 物体在皮带的带动下做匀加速运动,当物体速度增加到与皮带速度相等时,跟皮带一块做匀速运动,分析时要充分考虑整个过程中物体的运动情况。解决此类问题除用到牛顿运动定律外还要用到的动能定理、动量定理和能量守恒定律等知识。 传送带问题的考查一般从两个层面上展开: 一是受力和运动分析。受力分析中关键是注意摩擦力的突变(大小,方向)——发生在V物与V带相同的时刻;运动分析中关键是相对运动的速度大小与方向的变化——物体和传送带对地速度的大小与方向比较。 二是功能分析。注意功能关系:W F=△E K+△E P+Q。式中W F为传送带做的功,W F=F·S带(F 由传送带受力情况求得);△E K,△E P为传送带上物体的动能、重力势能的变化;Q是由于摩擦产生的内能:Q=f·S相对。 下面结合传送带两种典型模型加以说明。 典例分析 【例1】如图所示,水平放置的传送带以速度v=2 m / s向右运行,现将一小物体轻轻地放在传送带A端,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,若A端与B端相距4 m,则物体由A到B 的时间和物体到B端时的速度是:() A.2.5 s,2 m / s B.1 s,2 m / s C.2.5 s,4 m / s D.1 s,4 / s 【答案】A, 【例2】如图所示,传送带与地面的倾角θ=37°,从A端到B端的长度为16m,传送带以 v0=10m/s的速度沿逆时针方向转动。在传送带上端A处无初速地放置一个质量为0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,求物体从A端运动到B端所需的时间是多少? (sin37°=0.6,cos37°=0.8) 总时间t=t1+t2=2s

牛顿运动定律的运用教案

牛顿运动定律的运用教 案 文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

牛顿运动定律的应用 教学目标 一、知识目标 1.知道运用牛顿运动定律解题的方法 2.进一步学习对物体进行正确的受力分析 二、能力目标 1.培养学生分析问题和总结归纳的能力 2.培养学生运用所学知识解决实际问题的能力 三、德育目标 1.培养学生形成积极思维,解题规范的良好习惯 教学重点 应用牛顿运动定律解决的两类力学问题及这两类问题的基本方法 教学难点 应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法 教学方法 实例分析发归纳法讲练结合法 教学过程 一、导入新课 通过前面几节课的学习,我们已学习了牛顿运动定律,本节课我们就来学习怎样运用牛顿运动定律解决动力学问题。 二、新课教学

(一)、牛顿运动定律解答的两类问题 1.牛顿运动定律确定了运动和力的关系,使我们能够把物体的受力情况和运动情况联系起来,由此用牛顿运动定律解决的问题可分为两类: a.已知物体的受力情况,确定物体的运动情况。 b.已知物体的运动情况,求解物体的受力情况 2.用投影片概括用牛顿运动定律解决两类问题的基本思路 已知物体的受力情况???→?=ma F 据 求得a ?→?据t v v s as v v at v v at v s t t t ......2210202020可求得???? ?????=-?→?+=+= 已知物体的运动情况???→?????→?=???????=-+=+=ma F as v v at v s at v v a t t 据据求得2221022 00求得物体的受力情况 3.总结 由上分析知,无论是哪种类型的题目,物体的加速度都是核心,是联结力和运动的桥梁。 (二)已知物体的受力情况,求解物体的运动情况 例1.如图所示,质量m=2Kg 的物体静止在光滑的水平地 面上,现对物体施加大小F=10N 与水平方向夹角θ= 370的斜向上的拉力,使物体向右做匀加速直线运动。已知sin370=,cos370=取g=10m/s 2,求物体5s 末的速度及5s 内的位移。 问:a.本题属于那一类动力学问题 (已知物体的受力情况,求解物体的运动情况) b.物体受到那些力的作用这些力关系如何 引导学生正确分析物体的受力情况,并画出物体受力示意图。

牛顿运动定律:专题九:传送带问题

专题九:传送带问题 一、分析物体在传送带上如何运动的方法 1、分析物体在传送带上如何运动和其它情况下分析物体如何运动方法完全一样,但是传送带上的物体受力情况和运动情况也有它自己的特点。 具体方法是: (1)分析物体的受力情况 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。 (2)明确物体运动的初速度 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。 (3)弄清速度方向和物体所受合力方向之间的关系 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。 2、常见的几种初始情况和运动情况分析 (1)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) 物体的受力情况和运动情况如图1所示:其中V是传送带的速度,V10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,求得; 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。 (2)物体对地初速度不为零其大小是V20,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) ①若V20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。 ②若V20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。

传送带问题(专题)

小专题传送带问题 (水平传送带和倾斜传送带) 1.(单选)物块从光滑斜面上的P点自由滑下通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的Q 点.若传送带的皮带轮沿逆时针方向匀速转动,使传送带随之运动, 如图所示,物块仍从P点自由滑下,则() A.物块有可能落不到地面B.物块将仍落在Q点 C.物块将会落在Q点的左边D.物块将会落在Q点的右边 2、(单选)如图所示,一物体放在倾角为θ的传输带上,且物体始终与传输带相对静止.关于物体所受到的静摩擦力,下列说法正确的是() A.当传输带加速向上运动时,加速度越大,静摩擦力越大 B.当传输带匀速运动时,速度越大,静摩擦力越大 C.当传输带加速向下运动时,静摩擦力的方向一定沿斜面向下图6 D.当传输带加速向下运动时,静摩擦力的方向一定沿斜面向上 3.(多选)如图所示,质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上,物体到传送带左端的距离为L,稳定时绳与水平方向的夹角为θ,当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针转动时(v 1

应用牛顿运动定律解决“四类”热点问题

专题强化三应用牛顿运动定律解决“四类”热点问题 专题解读 1.本专题是应用动力学方法分析动力学图象问题、连接体问题、临界和极值问题以及多运动过程问题.在高考中主要以选择题形式考查,且每年都有命题. 2.学好本专题可以培养同学们的分析推理能力、应用数学知识和方法解决物理问题的能力. 3.本专题用到的规律和方法有:整体法和隔离法、牛顿运动定律和运动学公式、临界条件和相关的数学知识. 1.常见图象 v-t图象、a-t图象、F-t图象、F-a图象等. 2.题型分类 (1)已知物体受到的力随时间变化的图线,要求分析物体的运动情况. (2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线,要求分析物体的受力情况. (3)由已知条件确定某物理量的变化图象. 3.解题策略 (1)分清图象的类别:即分清横、纵坐标所代表的物理量,明确其物理意义,掌握物理图象所反映的物理过程,会分析临界点. (2)注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义:图线与横、纵坐标的交点,图线的转折点,两图线的交点等. (3)明确能从图象中获得哪些信息:把图象与具体的题意、情景结合起来,应用物理规律列出与图象对应的函数方程式,进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系,以便对有关物理问题作出准确判断. 例1(多选)(2019·全国卷Ⅲ·20)如图1(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平.t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力.细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示.木板与实验台之间的摩擦可以忽略.重力加速度取10 m/s2.由题给数据可以得出() A.木板的质量为1 kg B.2~4 s内,力F的大小为0.4 N C.0~2 s内,力F的大小保持不变 D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2

(完整版)传送带问题(教案)

第三章牛顿运动定律 传送带问题 【教学目标】 1.知识与技能 (1)理解传送带问题; (2)学会运用牛顿运动定律解决传送带问题和其它实际问题。2.过程与方法 (1)运用“五段式”教学法,以问题链的形式由浅到深,引导学生自主思考,加深对牛顿运动定律的理解。 (2)通过合作交流、自主探究,培养学生运用物理规律解决实际问题的能力。 3.情感态度价值观 (1)通过对传送带问题的学习,感受物理源于生活服务于生活的理念。 (2)通过对传送带问题的学习,感受生活中的物理,激发学生运用物理规律解决生活问题的激情和信念,激发其创造性。 【教学重点】 运用牛顿第二定律判定物块在传送带上的运动状态 【教学难点】 相对位移(划痕)的计算 【课时安排】 1课时

【教学过程】 1.创设情境,提出问题。 情境引入:飞机场、火车站、汽车站都有安全检查仪,其装置可以简化成如右图所示的一个传送带。 提出问题:人在传送带A点把行李放在以恒定速度V运行的传送带上。人同时也以速度V匀速前进,行李和人谁先到达B点? 2.问题引导,自主探究。 (1)传送带做什么运动?人做什么运动?行李向哪边运动?为什么? 学生:传送到做匀速直线运动,人做匀速直线运动。通过受力分析知道,行李受到水平向右的摩擦力。行李向右运动。 (2)行李开始做什么性质的运动?行李会一直这样运动下去吗?行李可能的最大速度是多少? 学生:行李F合=μmg,且为恒力。根据牛顿第二定律,得a=μg。行李向右做匀加速直线运动。因为当行李速度等于传送带速度时,行李和传送带达到相对静止,摩擦力消失,行李和传送带以匀速运动的速度共同做匀速直线运动。 (3)行李达到最大速度之前的运动情况:V 0、V、a、t、X。 AB V

牛顿运动定律的应用之传送带模型

牛顿运动定律的应用之传送带模型 1.水平传送带 水平传送带又分为两种情况:物体的初速度与传送带速度同向(含物体初速度为0)或反向.在匀速运动的水平传送带上,只要物体和传送带不共速,物体就会在滑动摩擦力的作用下,朝着和传送带共速的方向变速(若v物v传,则物体减速),直到共速,滑动摩擦力消失,与传送带一起匀速运动,或由于传送带不是足够长,在匀加速或匀减速过程中始终没达到共速. 计算物体与传送带间的相对路程要分两种情况:①若二者同向,则Δs=|s传-s物|;①若二者反向,则Δs=|s传|+|s物|. 2.倾斜传送带 物体沿倾角为θ的传送带传送时,可以分为两类:物体由底端向上运动,或者由顶端向下运动.解决倾斜传送带问题时要特别注意mg sin θ与μmg cos θ的大小和方向的关系,进一步判断物体所受合力与速度方向的关系,确定物体运动情况. 【题型1】如图所示,水平传送带正在以v=4 m/s的速度匀速顺时针转动,质量为m=1 kg 的某物块(可视为质点)与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,将该物块从传送带左端无初速度地轻放在传送带上(g取10 m/s2). (1)如果传送带长度L=4.5 m,求经过多长时间物块将到达传送带的右端; (2)如果传送带长度L=20 m,求经过多长时间物块将到达传送带的右端. 【题型2】如图所示,足够长的水平传送带,以初速度v0=6 m/s顺时针转动.现在传送带左侧轻轻放上m=1 kg的小滑块,与此同时,启动传送带制动装置,使得传送带以恒定加速度a=4 m/s2减速直至停止;已知滑块与传送带的动摩擦因数μ=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.滑块可以看成质点,且不会影响传送带的运动,g=10 m/s2.试求: (1)滑块与传送带共速时,滑块相对传送带的位移; (2)滑块在传送带上运动的总时间t. 【题型3】如图所示,倾角为37°,长为l=16 m的传送带,转动速度为v=10 m/s,动摩擦因数μ=0.5,在传送带顶端A处无初速度地释放一个质量为m=0.5 kg的物体.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2.求: (1)传送带顺时针转动时,物体从顶端A滑到底端B的时间; (2)传送带逆时针转动时,物体从顶端A滑到底端B的时间.

高一物理专题传送带问题教案

高一物理专题传送带问 题教案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

动力学问题专题训练:传送带问题(教案)教学目标: 1.理解传送带问题的特点; 2.会分析传送带上物体的受力情况; 3.能运用动力学规律分析和解决传送带问题。 教学重、难点: 1、对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动,判断错误。 2、对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何,等等,这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清; 重、难点突破策略: 1、突破难点1 该难点应属于思维上有难度的知识点,突破方法是灵活运用“力是改变物体运动状态的原因”这个理论依据,对物体的运动性质做出正确分析,判断好物体和传送带的加速度、速度关系,画好草图分析,找准物体和传送带的位移及两者之间的关系。 解决这类题目的方法如下:选取研究对象,对所选研究对象进行隔离处理,就是一个化难为简的好办法。 对轻轻放到运动的传送带上的物体,由于相对传送带向后滑动,受到沿传送带运动方向的滑动摩擦力作用,决定了物体将在传送带所给的滑动摩擦力作用下,做匀加速运动,直到物体达到与皮带相同的速度,不再受摩擦力,而随传送带一起做匀速直线运动。传送带一直做匀速直线运动,要想再把两者结合起来看,则需画一运动过程的位移关系图就可轻松把握。

若传送带是倾斜方向的,情况就更为复杂了,因为在运动方向上,物体要受重力沿斜面的下滑分力作用,该力和物体运动的初速度共同决定相对运动或相对运动趋势方向。 2、突破难点2 在以上两个难点中,第2个难点应属于易错点,突破方法是正确理解摩擦力产生的条件、方向的判断方法、大小的决定因素等等。通过对不同类型题目的分析练习,做到准确灵活地分析摩擦力的有无、大小和方向。 教学方法:学案导学、讨论、交流、“五环节教学法”、讲练结合。 【例1】一水平传送带长度为20m ,以2m /s 的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,到达另一端所需时间为多 少? 练习1.有一传送装置如图所示,水平放置的传送带保持以v =2m/s 的速度向右匀速运动。传送带两端之间的距离L =10m ,现有一物件以向右4m/s 的初速 度从左端滑上传送带,物件与传送带之间的动摩擦因数μ=。求物件从传送带的左端运动到右端所用的时间 (g =10m/s 2)。 解析:s 5.4。因?=m/s 40v v =2m/s ,物件在传送带上做匀减速运动,当速度减小到与传送带速度相同后,随传送带匀速运动。由牛顿第二定律ma F =得 2m/s 2===g m mg a μμ, 减速所经过的位移m 3220 21=--= a v v s ,所用时间V v

应用牛顿运动定律解题的方法和步骤

§3.4应用牛顿运动定律解题的方法和步骤 应用牛顿运动定律的基本方法是隔离法,再配合正交坐标运用分量形式求解。 解题的基本步骤如下: (1)选取隔离体,即确定研究对象 一般在求某力时,就以此力的受力体为研究对象,在求某物体的运动情况时,就以此物体为研究对象。有几个物体相互作用,要求它们之间的相互作用力,则必须将相互作用的物体隔离开来,取其中一物体作研究对象。有时,某些力不能直接用受力体作研究对象求出,这时可以考虑选取施力物体作为研究对象,如求人在变速运动的升降机内地板的压力,因为地板受力较为复杂,故采用人作为研究对象为好。 在选取隔离体时,采用整体法还是隔离法要灵活运用。如图3-4-1要求质量分别为M 和m 的两物体组成的系统的加速度a ,有 两种方法,一种是将两物体隔离,得方程为 ma T mg =- Ma Mg T =-μ 另—种方法是将整个系统作为研究对象,得方 程为 a M m Mg mg )(+=-μ 显然,如果只求系统的加速度,则第二种方法好;如果还要求绳的张力,则需采用前一种方法。 (2)分析物体受力情况:分析物体受力是解动力学问题的一个关键,必须牢牢 图3-4-1

掌握。 ①一般顺序:在一般情况下,分析物体受力的顺序是先场力,如重力、电场力等,再弹力,如压力、张力等,然后是摩擦力。并配合作物体的受力示意图。 大小和方向不受其它力和物体运动状态影响的力叫主动力,如重力、库仑力;大小和主向与主动力和物体运动状态有密切联系的力叫被动力或约束力,如支持力、摩擦力。这就决定了分析受力的顺序。如物体在地球附近不论是静止还是加速运动,它受的重力总是不变的;放在水平桌面上的物体对桌面的压力就与它们在竖直方向上有无加速度有关,而滑动摩擦力总是与压力成正比。 ②关于合力与分力:分析物体受力时,只在合力或两个分力中取其一,不能 同时取而说它受到三个力的作用。一般情况下选取合Array力,如物体在斜面上受到重力,一般不说它受到下滑力 和垂直面的两个力。在—些特殊情况下,物体其合力不 图3-4-2 能先确定,则可用两分力来代替它,如图3-4-2横杆左 端所接铰链对它的力方向不能明确之前,可用水平和竖直方向上的两个分力来表示,最后再求出这两个分力的合力来。 ③关于内力与外力:在运用牛顿第二定律时,内力是不可能对整个物体产生加速度的,选取几个物体的组合为研究对象时,这几个物体之间的相互作用力不能列入方程中。要求它们之间的相互作用,必须将它们隔离分析才行,此时内力转化成外力。 ④关于作用力与反作用力:物体之间的相互作用力总是成对出现,我们要分 清受力体与施力体。在列方程解题时,对一对相互作用力一般采用同一字线表示。在不考虑绳的质量时,由同一根绳拉两个物体的力经常作为一对相互作用力处

高考物理--传送带问题专题归类(含答案及解析)

传送带问题归类分析 传送带是运送货物的一种省力工具,在装卸运输行业中有着广泛的应用,本文收集、整理了传送带相关问题,并从两个视角进行分类剖析:一是从传送带问题的考查目标(即:力与运动情况的分析、能量转化情况的分析)来剖析;二是从传送带的形式来剖析.(一)传送带分类:(常见的几种传送带模型) 1.按放置方向分水平、倾斜和组合三种; 2.按转向分顺时针、逆时针转两种; 3.按运动状态分匀速、变速两种。 (二)| (三)传送带特点:传送带的运动不受滑块的影响,因为滑块的加入,带动传送带的电机要多输出的能量等于滑块机械能的增加量与摩擦生热的和。 (三)受力分析:传送带模型中要注意摩擦力的突变(发生在v物与v带相同的时刻),对于倾斜传送带模型要分析mgsinθ与f的大小与方向。突变有下面三种: 1.滑动摩擦力消失; 2.滑动摩擦力突变为静摩擦力; 3.滑动摩擦力改变方向; (四)运动分析: 1.注意参考系的选择,传送带模型中选择地面为参考系; 2.判断共速以后是与传送带保持相对静止作匀速运动呢还是继续加速运动 , 3.判断传送带长度——临界之前是否滑出 (五)传送带问题中的功能分析

1.功能关系:W F =△E K +△E P +Q 。传送带的能量流向系统产生的内能、被传送的物体的动能变化,被传送物体势能的增加。因此,电动机由于传送工件多消耗的电能就包括了工件增加的动能和势能以及摩擦产生的热量。 2.对W F 、Q 的正确理解 (a )传送带做的功:W F =F·S 带 功率P=F× v 带 (F 由传送带受力平衡求得) (b )产生的内能:Q=f·S 相对 (c )如物体无初速,放在水平传送带上,则在整个加速过程中物体获得的动能E K ,因为摩擦而产生的热量Q 有如下关系:E K =Q= 2 mv 2 1传 。一对滑动摩擦力做的总功等于机械能转化成热能的值。而且这个总功在求法上比一般的相互作用力的总功更有特点,一般的一对相互作用力的功为W =f 相s 相对,而在传送带中一对滑动摩擦力的功W =f 相s ,其中s 为被传送物体的实际路程,因为一对滑动摩擦力做功的情形是力的大小相等,位移不等(恰好相差一倍),并且一个是正功一个是负功,其代数和是负值,这表明机械能向内能转化,转化的量即是两功差值的绝对值。 (六)水平传送带问题的变化类型 ) 设传送带的速度为v 带,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ,两定滑轮之间的距离为L ,物体置于传送带一端的初速度为v 0。 1、v 0=0, v 0物体刚置于传送带上时由于受摩擦力作用,将做a =μg 的加速运动。 假定物体从开始置于传送带上一直加速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为v = gL μ2,显然有: v 带< gL μ2 时,物体在传送带上将先加速,后匀速。 v 带 ≥ gL μ2时,物体在传送带上将一直加速。 2、 V 0≠ 0,且V 0与V 带同向 (1)V 0< v 带时,同上理可知,物体刚运动到带上时,将做a =μg 的加速运动,假定物体一直加速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为V = gL V μ220 +,显然有: V 0< v 带< gL V μ220 + 时,物体在传送带上将先加速后匀速。 v 带 ≥ gL V μ220 + 时,物体在传送带上将一直加速。 (2)V 0> v 带时,因V 0> v 带,物体刚运动到传送带时,将做加速度大小为a = μg 的减速运动,假定物体一直减速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为V = gL V μ220 - ,显然

高中物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析

高中物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1.如图,质量为m =lkg 的滑块,在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上,离斜面末端B 的高度h =0. 2m ,滑块经过B 位置滑上皮带时无机械能损失,传送带的运行速度为v 0=3m/s ,长为L =1m .今将水平力撤去,当滑块滑 到传送带右端C 时,恰好与传送带速度相同.g 取l0m/s 2.求: (1)水平作用力F 的大小;(已知sin37°=0.6 cos37°=0.8) (2)滑块滑到B 点的速度v 和传送带的动摩擦因数μ; (3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量. 【答案】(1)7.5N (2)0.25(3)0.5J 【解析】 【分析】 【详解】 (1)滑块受到水平推力F . 重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态,由平衡条件可知,水平推力F=mg tan θ, 代入数据得: F =7.5N. (2)设滑块从高为h 处下滑,到达斜面底端速度为v ,下滑过程机械能守恒, 故有: mgh = 212 mv 解得 v 2gh ; 滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度,则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动; 根据动能定理有: μmgL = 2201122 mv mv 代入数据得: μ=0.25 (3)设滑块在传送带上运动的时间为t ,则t 时间内传送带的位移为: x=v 0t 对物体有: v 0=v ?at

ma=μmg 滑块相对传送带滑动的位移为: △x=L?x 相对滑动产生的热量为: Q=μmg△x 代值解得: Q=0.5J 【点睛】 对滑块受力分析,由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小;根据机械能守恒可求滑块滑上传送带上时的速度;由动能定理可求得动摩擦因数;热量与滑块和传送带间的相对位移成正比,即Q=fs,由运动学公式求得传送带通过的位移,即可求得相对位移. 2.如图所示,倾角α=30°的足够长传送带上有一长L=1.0m,质量M=0.5kg的薄木板,木板的最右端叠放质量为m=0.3kg的小木块.对木板施加一沿传送带向上的恒力F,同时让传送 带逆时针转动,运行速度v=1.0m/s。已知木板与物块间动摩擦因数μ1= 3 2 ,木板与传送 带间的动摩擦因数μ2=3 ,取g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)若在恒力F作用下,薄木板保持静止不动,通过计算判定小木块所处的状态; (2)若小木块和薄木板相对静止,一起沿传送带向上滑动,求所施恒力的最大值F m; (3)若F=10N,木板与物块经过多长时间分离?分离前的这段时间内,木板、木块、传送带组成系统产生的热量Q。 【答案】(1)木块处于静止状态;(2)9.0N(3)1s 12J 【解析】 【详解】 (1)对小木块受力分析如图甲:

“传送带”模型问题专题分析

“传送带”模型问题专题分析 一.模型特点: 1.水平传送带 情景一 物块可能运动情况: (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 情景二 (1)v0>v时,可能一直减速,也可能先减速再匀速 (2)v0v返回时速度为v,当v0

牛顿运动定律的综合应用—传送带问题

牛顿运动定律的综合应用——传送带问题 【例1】如图所示,传送带与地面的夹角θ=37°,从A到B的长度为16 m,传送带以10 m/s 的速率逆时针转动,在传送带上端A处由静止放一个质量为0.6 kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,求物体从A运动到B所需要的时间是多少.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2) 【练习】若上题中的传送带是顺时针转动的,其他条件不变,求物体从A运动到B所需要的时间是多少. 【练习】传送带与水平面夹角为37°,皮带以12 m/s的速率运动,皮带轮沿顺时针方向转动,如图所示.今在传送带上端A处无初速度地放上一个质量为m的小物块,它与传送带间的动摩擦因数为0.75,若传送带A到B的长度为24 m,g取10 m/s2,则小物块从A运动到B的时间为多少?

【例2】传送带两轮A、B的距离L=11 m,皮带以恒定速度v=2 m/s运动,现将一质量为m的物块无初速度地放在A端,若物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.8,传送带的倾角为α=37°,那么物块m从A端运到B端所需的时间是多少?(g取10 m/s2,cos37°=0.8) 【练习】如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角θ=30°,皮带在电动机的带动下,始终保持以v0=2 m/s的速率运行.现把一质量为m=10 kg的工件(可视为质点)轻轻放在皮带的底端,经时间1.9 s,工件被传送到h=1.5 m的高处,g取10 m/s2.求工件与皮带间的动摩擦因数. 【例3】如图所示,传送带的水平部分ab=2 m,斜面部分bc=4 m,bc与水平面的夹角α=37°.一个小物体A与传送带的动摩擦因数μ=0.25,传送带沿图示的方向运动,速率v=2 m/s.若把物体A轻放到a处,它将被传送带送到c点,且物体A不会脱离传送带.求物体A从a点被传送到c点所用的时间.(已知:sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)

传送带问题专题讲解

传送带问题专题讲解 知识特点 传送带上随行物受力复杂,运动情况复杂,功能转换关系复杂。 基本方法 解决传送带问题要特别注重物理过程的分析和理解,关键是分析传送带上随行物时一般以地面为参照系。 1、对物体受力情况进行正确的分析,分清摩擦力的方向、摩擦力的突变。当传送带和随行物相对静止时,两者之间的摩擦力为恒定的静摩擦力或零;当两者由相对运动变为速度相等时,摩擦力往往会发生突变,即由滑动摩擦力变为静摩擦力或变为零,或者滑动摩擦力的方向发生改变。 2、对运动情况进行分析分清物体的运动过程,明确传送带的运转方向。 3、对功能转换关系进行分析,弄清能量的转换关系,明白摩擦力的做功情况,特别是物体与传送带间的相对位移。 一、 基础练习 【示例1】一水平传送带长度为20m ,以2m /s 的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为0.1,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,到达另一端所需时间为多少? 【讨论】 1、在物体和传送带达到共同速度时物体的位移,传送带的位移,物体和传送带的相对位移分别是多少? 2、若物体质量m=2Kg ,在物体和传送带达到共同速度的过程中传送带对物体所做的功,因摩擦而产生的热量分别是多少? 情景变换一、当传送带不做匀速运动时 【示例2】一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a 0开始运动,当其速度达到v 0后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。 情景变换二、当传送带倾斜时 【示例3】如图所示倾斜的传送带以一定的速度逆时针运转,现将一物体轻放在传送带的顶端,此后物体在向下运动的过程中。 ( ) A 物体可能一直向下做匀加速运动,加速度不变 B.物体可能一直向下做匀速直线运动 C.物体可能一直向下做匀加速运动,运动过程中加速度改变 D.物体可能先向下做加速运动,后做匀速运动 V

(word完整版)高一物理人教版必修一第四章《牛顿运动定律》----传送带与滑块专题

《牛顿运动定律》----传送带与滑块专题 1.(双选)如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦.现用水平恒力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为( ) A .物块先向左运动,再向右运动 B .物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动 C .木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动 D .木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零 2.如图所示,长为L=6m 、质量M=4kg 的长木板放置于光滑的水平面上,其左端有一大小可忽略,质量为m=1kg 的物块,物块与木板间的动摩擦因数为0.4,开始时物块与木板都处于静止状态,现对物 块施加F=8N ,方向水平向右的恒定拉力,求:(g=10m/s 2 ) (1)小物块的加速度; (2)长木板的加速度; (3)物块从木板左端运动到右端经历的时间。 3.如图所示,有一长度x =1 m 、质量M =10 kg 的平板小车,静止在光滑的水平面上,在小车一端放置一质量m =4 kg 的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.25,要使物块在2 s 内运动到小车的 另一端,求作用在物块上的水平力F 是多少?(g 取10 m/s 2 ) F m M

4.长为1.5m 的长木板B 静止放在水平冰面上,小物块A 以某一初速度从木板B 的左端滑上长木板B ,直到A 、B 的速度达到相同,此时A 、B 的速度为0.4m/s ,然后A 、B 又一起在水平冰面上滑行了8.0cm 后停下.若小物块A 可视为质点,它与长木板B 的质量相同,A 、B 间的动摩擦因数μ1=0.25.求:( g =10m/s 2 ) (1)木块与冰面的动摩擦因数. (2)小物块相对于长木板滑行的距离. (3)为了保证小物块不从木板的右端滑落,小物块滑上长木板的初速度应为多大? 5.如图所示,货运平板车始终保持速度v 向前运动,把一个质量为m ,初速度为零的物体放在车板的前端A 处,若物体与车板间的摩擦因数为μ,要使物体不滑落,车板的长度至少是多少? 6.如图所示,光滑水平面上放着长L=2m ,质量为M=4.5kg 的木板(厚度不计),一个质量为m=1kg 的小物体放在木板的最右端,m 和M 之间的动摩擦因数μ=0.1,开始均静止.今对木板施加一水平向右的恒定拉力F ,(g 取10m/s2)求: (1)为使小物体不从木板上掉下,F 不能超过多少. (2)如果拉力F=10N ,小物体能获得的最大速度? A v B

高中物理传送带问题专题

传送带问题 知识特点 传送带上随行物受力复杂,运动情况复杂,功能转换关系复杂。 基本方法 解决传送带问题要特别注重物理过程的分析和理解,关键是分析传送带上随行物时一般以地面为参照系。 1、对物体受力情况进行正确的分析,分清摩擦力的方向、摩擦力的突变。当传送带和随行物相对静止时,两者之间的摩擦力为恒定的静摩擦力或零;当两者由相对运动变为速度相等时,摩擦力往往会发生突变,即由滑动摩擦力变为静摩擦力或变为零,或者滑动摩擦力的方向发生改变。 2、对运动情况进行分析分清物体的运动过程,明确传送带的运转方向。 3、对功能转换关系进行分析,弄清能量的转换关系,明白摩擦力的做功情况,特别是物体与传送带间的相对位移。 一.基础练习 【示例1】一水平传送带长度为20m ,以2m /s 的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为0.1,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,到达另一端所需时间为多少? 解:物体加速度a=μg=1m/s 2,经t 1=v a =2s 与传送带相对静止,所发生的位移 S 1=12 at 12=2m,然后和传送带一起匀速运动经t 2=l-s 1v =9s ,所以共需时间t=t 1+t 2=11s 【讨论】 1、在物体和传送带达到共同速度时物体的位移,传送带的位移,物体和传送带的相对位移 分别是多少?(S 1=12 vt 1=2m ,S 2=vt 1=4m ,Δs=s 2-s 1=2m ) 2、若物体质量m=2Kg ,在物体和传送带达到共同速度的过程中传送带对物体所做的功,因 摩擦而产生的热量分别是多少?(W 1=μmgs 1=12 mv 2=4J ,Q=μmg Δs=4J ) 情景变换一、当传送带不做匀速运动时 【示例2】一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a 0开始运动,当其速度达到v 0后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。 V

传送带问题专题讲解

传送带问题专题讲解 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

传送带问题专题讲解 知识特点 传送带上随行物受力复杂,运动情况复杂,功能转换关系复杂。 基本方法 解决传送带问题要特别注重物理过程的分析和理解,关键是分析传送带上随行物时一般以地面为参照系。 1、对物体受力情况进行正确的分析,分清摩擦力的方向、摩擦力的突变。当传送带和随行物相对静止时,两者之间的摩擦力为恒定的静摩擦力或零;当两者由相对运动变为速度相等时,摩擦力往往会发生突变,即由滑动摩擦力变为静摩擦力或变为零,或者滑动摩擦力的方向发生改变。 2、对运动情况进行分析分清物体的运动过程,明确传送带的运转方向。 3、对功能转换关系进行分析,弄清能量的转换关系,明白摩擦力的做功情况,特别是物体与传送带间的相对位移。 一、基础练习 【示例1】一水平传送带长度为20m,以2m/s的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为,则从把该物体由静止放到传送带的一端开始,到 V 达另一端所需时间为多少 【讨论】 1、在物体和传送带达到共同速度时物体的位移,传送带的位移,物体和传送带的相对位移分别是多少

2、若物体质量m=2Kg ,在物体和传送带达到共同速度的过程中传送带对物体所做的功,因摩擦而产生的热量分别是多少 情景变换一、当传送带不做匀速运动时 【示例2】一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a 0开始运动,当其速度达到v 0后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。 情景变换二、当传送带倾斜时 【示例3】如图所示倾斜的传送带以一定的速度逆时针运转,现将一物体轻放在传送带的顶端,此后物体在向下运动的过程中。 ( ) A 物体可能一直向下做匀加速运动,加速度不变 B.物体可能一直向下做匀速直线运动 C.物体可能一直向下做匀加速运动,运动过程中加速度改 变 D.物体可能先向下做加速运动,后做匀速运动 情景变换三、与功和能知识的联系 【示例4】、如图所示,电动机带着绷紧的传送带始终保持v 0=2m/s 的速度运行,传送带与水平面间的夹角为30?,现把一个质量为m=10kg 的工件轻放在传送带上,传送到h=2m 的平台上,已知工件与传送带之间的动摩擦因数为?=3/2 ,除此之外,不计其它损

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