牛頓第二定律的運(yùn)用—傳送帶問題.ppt

牛頓第二定律的應(yīng)用傳送帶問題 一 牛頓第二定律 1 內(nèi)容 物體的加速度跟所受合力成正比 跟物體質(zhì)量成反比 加速度方向跟合力方向相同 復(fù)習(xí) 2 表達(dá)式 F合 ma 二 運(yùn)動學(xué)公式 速度公式 v vo at 位移公式 x vot at2 2 導(dǎo)出公式 v2 vo2 2ax 1 確定研究對象 2 分析受力情況和運(yùn)動情況 畫示意圖 受力和運(yùn)動過程 3 用牛頓第二定律或運(yùn)動學(xué)公式求加速度 4 用運(yùn)動學(xué)公式或牛頓第二定律求所求量 三 解決動力學(xué)問題的一般步驟 例1 水平傳送帶始終保持v 1m s的恒定速率運(yùn)行 一質(zhì)量為m 4kg的行李無初速度地放在A處 設(shè)行李與傳送帶間的動摩擦因數(shù) 0 1 AB間的距離L 2m g取10m s2 求行李從A到B所用的時間 探究 考點(diǎn)一 水平勻速的傳送帶 加速時間 共用時間 解 行李受向右的滑動摩擦力f mg 向右勻加速運(yùn)動 當(dāng)速度增加到與傳送帶速度相同時 和傳送帶一起做勻速運(yùn)動到B端 加速度 加速位移 通過余下距離所用時間 如果提高傳送帶的運(yùn)行速率 行李就能被較快地傳送到B處 求行李從A處傳送到B處的最短時間和傳送帶對應(yīng)的最小運(yùn)行速率 要使行李從A到B的時間最短 須行李一直做勻加速運(yùn)動 例2 如圖所示 傳送帶與水平面的夾角為 37 其以4m s的速度向上運(yùn)行 在傳送帶的底端A處無初速度地放一個質(zhì)量為0 5kg的物體 它與傳送帶間的動摩擦因數(shù) 0 8 AB間 B為頂端 長度為25m 試回答下列問題 1 說明物體的運(yùn)動性質(zhì) 相對地面 2 物體從A到B的時間為多少 g 10m s2 考點(diǎn)二 傾斜 勻速傳送帶 sin37 0 6 cos37 0 8 解 物體做勻加速運(yùn)動過程中 由牛頓第二定律 mgcos37 mgsin37 ma 得a 0 4m s2 加速至10m s位移為x1 v2 2a 20m接著做勻速運(yùn)動 因此物體先做勻加速直線運(yùn)動 再做勻速直線運(yùn)動 2 勻加速運(yùn)動的時間t1 v a 10s勻速運(yùn)動的時間t2 L x1 v 1 25s所以物體從A到B的時間為t t1 t2 11 25s 例3 如圖所示 傳送帶與地面傾角 37 從A到B長度為16m 傳送帶以v0 10m s的速率逆時針轉(zhuǎn)動 在傳送帶上端A無初速地放一個質(zhì)量為m 0 5kg的物體 它與傳送帶間的動摩擦因數(shù) 0 5 求物體從A運(yùn)動到B需要的時間 sin37 0 6 cos37 0 8 取g 10m s2 思路 1 物體剛放上傳送帶時的受力情況如何 2 物體放在傳送帶最初一段時間做什么運(yùn)動 在什么情況下結(jié)束這種運(yùn)動 3 當(dāng)物體速度達(dá)到v0 10m s之后 將隨傳送帶一起勻速運(yùn)動嗎 解 過程一 物體放在傳送帶后 受到滑動摩擦力的方向沿斜面向下 物體沿傳送帶向下做初速度為零的勻加速運(yùn)動 物體加速到與傳送帶速度相等所用的時間 物體在t1時間內(nèi)的位移 當(dāng)物體的速度達(dá)到傳送帶的速度時 由于 tan 繼續(xù)做加速運(yùn)動 當(dāng)物體的速度大于傳送帶的速度時 受到滑動摩擦力的方向沿斜面向上 設(shè)后一階段直滑至底端所用的時間為t2 由 解得 t2 1st2 11s 舍去 考點(diǎn)三 水平 變速傳送帶 例4 2006全國I 一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊 可視為質(zhì)點(diǎn) 煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為 初始時 傳送帶與煤塊都是靜止的 現(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運(yùn)動 當(dāng)其速度達(dá)到v0后 便以此速度做勻速運(yùn)動 經(jīng)過一段時間 煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后 煤塊相對于傳送帶不再滑動 求此黑色痕跡的長度 總結(jié) 傳送帶問題的分析思路 初始條件 相對運(yùn)動 判斷滑動摩擦力的大小和方向 分析出物體受的合外力和加速度大小和方向 由物體速度變化再分析相對運(yùn)動來判斷以后的受力及運(yùn)動狀態(tài)的改變 難點(diǎn)是當(dāng)物體與皮帶速度出現(xiàn)大小相等 方向相同時 物體能否與皮帶保持相對靜止 總結(jié)一 受力分析 傳送帶模型中要注意摩擦力的突變 發(fā)生在V物與V傳相同的時刻 1 滑動摩擦力消失 2 滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力 3 滑動摩擦力改變方向 二 運(yùn)動分析 1 注意參考系的選擇 傳送帶模型中選擇地面為參考系 2 判斷共速以后是與傳送帶保持相對靜止作勻速運(yùn)動呢 還是繼續(xù)加速運(yùn)動 3 判斷傳送帶長度 臨界之前是否滑出 三 畫圖 1 受力分析圖 2 運(yùn)動草圖 3 v t圖 作業(yè)如圖 光滑圓弧槽的末端與水平傳送帶相切 一滑塊從圓槽滑下 以v0 6m s的速度滑上傳送帶 已知傳送帶長L 8m 滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為 0 2 求下面三種情況下 滑塊在傳送帶上運(yùn)動的時間 g 10m s2 1 傳送帶以4m s的速度逆時針轉(zhuǎn)動 2 傳送帶不動 3 傳送帶以4m s的速度順時針轉(zhuǎn)動 3 設(shè)滑塊達(dá)到與傳送帶相同的速度所用時間t1則t1 v v0 a 1s這段時間運(yùn)動的位移x1 v0t1 at12 5m此后滑塊隨傳送帶一起勻速運(yùn)動則t2 L x1 v 8 5 4s 0 75s總時間t t1 t2 1 75s 解析 1 滑塊滑上傳送帶的加速度為 a mg m g 2m s2由L v0t at2即8 6t t2解得t 2s或t 4s因?yàn)榛瑝K靜止所用時間t0 v0 a 3s這段時間內(nèi)的滑行距離x at02 9m L 滑塊在傳送帶上運(yùn)動時間t 2s 2 同 1 為2s 同步練習(xí)4 如下圖所示 一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速度v1沿逆時針方向運(yùn)動 傳送帶左端有一與傳送帶等高