(魯教版)(課時1)-牛頓運動定律綜合應用二動力學中“傳送帶模型”問題的剖析-物理高三一輪總復習課件

物理建模：“傳送帶模型”問題的剖析1.模型特點2.典例剖析3.規(guī)律方法4.備選訓練5.真題演練第三章牛頓運動定律物理建模：1.模型特點2.典例剖析3.規(guī)律方法4.備選訓練51一、模型特點1.模型特點一、模型特點1.模型特點1.水平傳送帶模型vv0=0v0v0vv滑塊可能的運動情況(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(1)v0>v時，可能一直減速，也可能先減速再勻速(2)v0<v時，可能一直加速，也可能先加速再勻速(1)傳送帶較短時,滑塊一直減速達到左端(2)傳送帶較長時,滑塊還要被傳送帶傳回右端.其中v0>v返回時速度為v,當v0<v返回時速度為v0

易錯辨析1.水平傳送帶模型vv0=0v0v0vv滑塊可能的運動情況2.傾斜傳送帶vv0=0v0=0v0≠0vv滑塊可能的運動情況(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能先以a1加速后以a2加速(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能一直勻速(4)可能先以a1加速后以a2加速v0≠0v(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先減速后反向加速2.傾斜傳送帶vv0=0v0=0v0≠0vv滑塊可能的運動情3.思維模板3.思維模板二、典例剖析2.典例剖析二、典例剖析2.典例剖析【例2】如圖所示，水平傳送帶兩端相距x＝8m，工件與傳送帶間的動摩擦因數μ＝0.6，工件滑上A端時速度vA＝10m/s，設工件到達B端時的速度為vB。(g＝10m/s2)要根據工件的受力情況來分析其運動情況。傳送帶靜止時及順時針轉動時，工件受力情況是相同。轉解析(1)若傳送帶靜止不動，求vB。(2)若傳送帶順時針轉動，工作還能到達B端嗎？若不能，說明理由；若能，求到達B點的速度vB。(3)若傳送帶以v＝13m/s逆時針勻速轉動，求vB及工件由A到B所用的時間。傳送帶逆時針轉動時，工件受向左的滑動摩擦力，應先加速運動，達到與傳送帶速度相同后再勻速運動?！纠?】如圖所示，水平傳送帶兩端相距x＝8m，工件與傳送帶轉原題轉原題【備選】水平傳送帶被廣泛應用于機場和火車站,如圖示為一水平傳送帶裝置示意圖.緊繃的傳送帶AB始終保持恒定的速率v＝1m/s運行,一質量為m＝4kg的行李無初速度地放在A處,傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運動,隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動.設行李與傳送帶之間的動摩擦因數μ＝0.1,A、B間的距離L＝2m,g取10m/s2.(1)求行李剛開始運動時所受滑動摩擦力的大小與加速度的大小；(2)求行李做勻加速直線運動的時間；(3)如果提高傳送帶的運行速率,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的最小運行速率.1.根據行李的兩個運動過程,可分別分析其受力情況.行李應由A到B一直保持勻加速.2.通過牛頓第二定律可求出勻加速行李的加速度.3.分析行李整個運動過程中v的變化情況,并找出與x、t之間滿足的規(guī)律,列方程求解.mgFNFfamgFN審題析疑轉解析v【備選】水平傳送帶被廣泛應用于機場和火車站,如圖示為一水轉原題轉原題三、規(guī)律方法3.規(guī)律方法三、規(guī)律方法3.規(guī)律方法分析傳送帶問題的關鍵反思總結關鍵是判斷摩擦力的方向要注意抓住兩個關鍵時刻：一是初始時刻，根據物體速度v物和傳送帶速度v傳的關系確定摩擦力的方向；二是當v物＝v傳時（速度相等是解決問題的轉折點），判斷物體能否與傳送帶保持相對靜止。分析傳送帶問題的關鍵反思總結關鍵是判斷摩擦力的方向【變式訓練2】(多選)(2016?廣東中山模擬)圖甲所示的水平傳送帶AB逆時針勻速轉動,一物塊沿曲面從一定高度處由靜止開始下滑,以某一初速度從傳送帶左端滑上,在傳送帶上由速度傳感器記錄下物塊速度隨時間的變化關系如圖乙所示(圖中取向左為正方向,以物塊剛滑上傳送帶時為計時起點)。已知傳送帶的速度保持不變,重力加速度g取10m/s2。關于物塊與傳送帶間的動摩擦因數μ及物塊在傳送帶上運動第一次回到傳送帶左端的時間t，下列計算結果正確的是(

)A．μ＝0.4 B．μ＝0.2C．t＝4.5s

D．t＝3s結合v-t圖線，分析物塊的運動情況，且可獲取哪些已知量？此處圖線的轉折反應什么情況？v0本題詳細解析見教輔！【變式訓練2】(多選)(2016?廣東中山模擬)圖甲所示的水本題詳細解析見教輔！兩工件間的距離何時相距最近？何時相距最遠？傳送帶上增加的牽引力是所有工件與傳送帶間的靜摩擦力及滑動摩擦力.應確定傳送帶上始終有幾個工件在加速上升？有幾個工件在勻速上升？本題詳細解析見教輔！兩工件間的距離何時相距最近？何時相距最遠四、備選訓練4.備選訓練四、備選訓練4.備選訓練【備選訓練】如圖示，傳送帶水平部分xab＝2m，斜面部分xbc＝4m，bc與水平方向夾角α＝37°，一個小物體A與傳送帶間的動摩擦因數μ＝0.25，傳送帶沿圖示方向以速率v＝2m/s運動．若把物體A輕放到a處，它將被傳送帶送到c點，且物體A不脫離傳送帶，求物體A從a點被傳送到c點所用的時間．(g取10m/s2，sin37°＝0.6)分析：(1)物體在傳送帶上運動時，往往會涉及摩擦力的突變和相對運動問題．當物體與傳送帶相對靜止時，物體與傳送帶間可能存在靜摩擦力也可能不存在摩擦力．當物體與傳送帶相對滑動時，物體與傳送帶間有滑動摩擦力，這時物體與傳送帶間會有相對滑動的位移．(2)常應用的知識點有：勻變速直線運動規(guī)律、牛頓運動定律、功能關系等．轉解析【備選訓練】如圖示，傳送帶水平部分xab＝2m，斜面部分轉原題轉原題轉解析【備選訓練】傳送帶與水平面夾角為37°，皮帶以12m/s的速率沿順時針方向轉動，如圖所示．今在傳送帶上端A處無初速度地放上一個質量為m的小物塊，它與傳送帶間的動摩擦因數為0.75.若傳送帶A到B的長度為24m，g取10m/s2，則小物塊從A運動到B的時間為多少？注意分析物塊在下滑過程中受力及運動情況的變化，誘發(fā)受力情況突變的條件是什么？轉解析【備選訓練】傳送帶與水平面夾角為37°，皮帶以12解析：小物塊無初速度放在傳送帶上時，所受摩擦力為滑動摩擦力，方向沿斜面向下，對小物塊進行受力分析，由牛頓第二定律得：mgsinθ＋μmgcosθ＝ma，解得a＝12m/s2.設小物塊加速到12m/s運動的距離為x1，所用時間為t1，由v2－0＝2ax1得x1＝6m，由v＝at1得t1＝1s.當小物塊的速度加速到12m/s時，因mgsinθ＝μmgcosθ，小物塊受到的摩擦力由原來的滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力，而且此時剛好為最大靜摩擦力，小物塊此后隨帶一起做勻速運動．設AB間的距離為L，則L－x1＝vt2，解得t2＝1.5s.從A到B的時間t＝t1＋t2，解得t＝2.5s.答案：2.5s轉原題解析：小物塊無初速度放在傳送帶上時，所受摩擦力為滑動摩擦力

【備選訓練】如圖所示為糧袋的傳送裝置,已知A、B兩端間的距離為L,傳送帶與水平方向的夾角為θ,工作時運行速度為v,糧袋與傳送帶間的動摩擦因數為μ,正常工作時工人在A端將糧袋放到運行中的傳送帶上。設最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,重力加速度大小為g。關于糧袋從A到B的運動,以下說法正確的是（）A.糧袋到達B端的速度與v比較，可能大，可能小或也可能相等B.糧袋開始運動的加速度為g（sinθ－μcosθ），若L足夠大，則以后將以速度v做勻速運動C.若μ≥tanθ，則糧袋從A端到B端一定是一直做加速運動D.不論μ大小如何，糧袋從A端到B端一直做勻加速運動，且加速度a≥gsinθ轉解析【備選訓練】如圖所示為糧袋的傳送裝置,已知A、B兩端間的轉原題轉原題五、真題演練5.真題演練五、真題演練5.真題演練【真題】（2011?福建高考)如圖甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行，初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶．若從小物塊滑上傳送帶開始計時，小物塊在傳送帶上運動的v－t圖象(以地面為參考系)如圖乙所示．已知v2＞v1，則(

)A.t2時刻，小物塊離A處的距離達到最大B.t2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大C.0～t2時間內，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D.t2～t3時間內，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用轉解析【真題】（2011?福建高考)如圖甲所示，繃緊的水平傳送帶始解析：該題考查傳送帶問題，主要方法是利用隔離法分析．由v－t圖象可知，小物塊先向左減速到零，然后再向右加速到v1，以后與傳送帶一起做勻速運動．由于v2>v1，所以相對地面來說，向左減速運動的位移大于向右加速運動的位移．t1時刻，小物塊離A點的距離最大，A錯．t2時刻二者相對位移最大，B正確；0～t2時間內，加速度不變，摩擦力不變，C錯；t2～t3時間內小物塊不受摩擦力的作用，D錯．答案：

B轉原題解析：該題考查傳送帶問題，主要方法是利用隔離法分析．由v－

【真題】(多選)(2014·四川卷，7)如圖示,水平傳送帶以速度v1勻速運動,小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長的輕繩相連,t＝0時刻P在傳送帶左端具有速度v2,P與定滑輪間的繩水平,t＝t0時刻P離開傳送帶。不計定滑輪質量和摩擦,繩足夠長。正確描述小物體P速度隨時間變化的圖象可能是（）轉解析【真題】(多選)(2014·四川卷，7)如圖示,水平傳送帶轉原題轉原題全文結束，感謝閱讀下載！僅供參考學習之用！祝生活愉快全文結束，感謝閱讀下載！27物理建模：“傳送帶模型”問題的剖析1.模型特點2.典例剖析3.規(guī)律方法4.備選訓練5.真題演練第三章牛頓運動定律物理建模：1.模型特點2.典例剖析3.規(guī)律方法4.備選訓練528一、模型特點1.模型特點一、模型特點1.模型特點1.水平傳送帶模型vv0=0v0v0vv滑塊可能的運動情況(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(1)v0>v時，可能一直減速，也可能先減速再勻速(2)v0<v時，可能一直加速，也可能先加速再勻速(1)傳送帶較短時,滑塊一直減速達到左端(2)傳送帶較長時,滑塊還要被傳送帶傳回右端.其中v0>v返回時速度為v,當v0<v返回時速度為v0

易錯辨析1.水平傳送帶模型vv0=0v0v0vv滑塊可能的運動情況2.傾斜傳送帶vv0=0v0=0v0≠0vv滑塊可能的運動情況(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能先以a1加速后以a2加速(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能一直勻速(4)可能先以a1加速后以a2加速v0≠0v(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先減速后反向加速2.傾斜傳送帶vv0=0v0=0v0≠0vv滑塊可能的運動情3.思維模板3.思維模板二、典例剖析2.典例剖析二、典例剖析2.典例剖析【例2】如圖所示，水平傳送帶兩端相距x＝8m，工件與傳送帶間的動摩擦因數μ＝0.6，工件滑上A端時速度vA＝10m/s，設工件到達B端時的速度為vB。(g＝10m/s2)要根據工件的受力情況來分析其運動情況。傳送帶靜止時及順時針轉動時，工件受力情況是相同。轉解析(1)若傳送帶靜止不動，求vB。(2)若傳送帶順時針轉動，工作還能到達B端嗎？若不能，說明理由；若能，求到達B點的速度vB。(3)若傳送帶以v＝13m/s逆時針勻速轉動，求vB及工件由A到B所用的時間。傳送帶逆時針轉動時，工件受向左的滑動摩擦力，應先加速運動，達到與傳送帶速度相同后再勻速運動?！纠?】如圖所示，水平傳送帶兩端相距x＝8m，工件與傳送帶轉原題轉原題【備選】水平傳送帶被廣泛應用于機場和火車站,如圖示為一水平傳送帶裝置示意圖.緊繃的傳送帶AB始終保持恒定的速率v＝1m/s運行,一質量為m＝4kg的行李無初速度地放在A處,傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運動,隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動.設行李與傳送帶之間的動摩擦因數μ＝0.1,A、B間的距離L＝2m,g取10m/s2.(1)求行李剛開始運動時所受滑動摩擦力的大小與加速度的大??；(2)求行李做勻加速直線運動的時間；(3)如果提高傳送帶的運行速率,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的最小運行速率.1.根據行李的兩個運動過程,可分別分析其受力情況.行李應由A到B一直保持勻加速.2.通過牛頓第二定律可求出勻加速行李的加速度.3.分析行李整個運動過程中v的變化情況,并找出與x、t之間滿足的規(guī)律,列方程求解.mgFNFfamgFN審題析疑轉解析v【備選】水平傳送帶被廣泛應用于機場和火車站,如圖示為一水轉原題轉原題三、規(guī)律方法3.規(guī)律方法三、規(guī)律方法3.規(guī)律方法分析傳送帶問題的關鍵反思總結關鍵是判斷摩擦力的方向要注意抓住兩個關鍵時刻：一是初始時刻，根據物體速度v物和傳送帶速度v傳的關系確定摩擦力的方向；二是當v物＝v傳時（速度相等是解決問題的轉折點），判斷物體能否與傳送帶保持相對靜止。分析傳送帶問題的關鍵反思總結關鍵是判斷摩擦力的方向【變式訓練2】(多選)(2016?廣東中山模擬)圖甲所示的水平傳送帶AB逆時針勻速轉動,一物塊沿曲面從一定高度處由靜止開始下滑,以某一初速度從傳送帶左端滑上,在傳送帶上由速度傳感器記錄下物塊速度隨時間的變化關系如圖乙所示(圖中取向左為正方向,以物塊剛滑上傳送帶時為計時起點)。已知傳送帶的速度保持不變,重力加速度g取10m/s2。關于物塊與傳送帶間的動摩擦因數μ及物塊在傳送帶上運動第一次回到傳送帶左端的時間t，下列計算結果正確的是(

)A．μ＝0.4 B．μ＝0.2C．t＝4.5s

D．t＝3s結合v-t圖線，分析物塊的運動情況，且可獲取哪些已知量？此處圖線的轉折反應什么情況？v0本題詳細解析見教輔！【變式訓練2】(多選)(2016?廣東中山模擬)圖甲所示的水本題詳細解析見教輔！兩工件間的距離何時相距最近？何時相距最遠？傳送帶上增加的牽引力是所有工件與傳送帶間的靜摩擦力及滑動摩擦力.應確定傳送帶上始終有幾個工件在加速上升？有幾個工件在勻速上升？本題詳細解析見教輔！兩工件間的距離何時相距最近？何時相距最遠四、備選訓練4.備選訓練四、備選訓練4.備選訓練【備選訓練】如圖示，傳送帶水平部分xab＝2m，斜面部分xbc＝4m，bc與水平方向夾角α＝37°，一個小物體A與傳送帶間的動摩擦因數μ＝0.25，傳送帶沿圖示方向以速率v＝2m/s運動．若把物體A輕放到a處，它將被傳送帶送到c點，且物體A不脫離傳送帶，求物體A從a點被傳送到c點所用的時間．(g取10m/s2，sin37°＝0.6)分析：(1)物體在傳送帶上運動時，往往會涉及摩擦力的突變和相對運動問題．當物體與傳送帶相對靜止時，物體與傳送帶間可能存在靜摩擦力也可能不存在摩擦力．當物體與傳送帶相對滑動時，物體與傳送帶間有滑動摩擦力，這時物體與傳送帶間會有相對滑動的位移．(2)常應用的知識點有：勻變速直線運動規(guī)律、牛頓運動定律、功能關系等．轉解析【備選訓練】如圖示，傳送帶水平部分xab＝2m，斜面部分轉原題轉原題轉解析【備選訓練】傳送帶與水平面夾角為37°，皮帶以12m/s的速率沿順時針方向轉動，如圖所示．今在傳送帶上端A處無初速度地放上一個質量為m的小物塊，它與傳送帶間的動摩擦因數為0.75.若傳送帶A到B的長度為24m，g取10m/s2，則小物塊從A運動到B的時間為多少？注意分析物塊在下滑過程中受力及運動情況的變化，誘發(fā)受力情況突變的條件是什么？轉解析【備選訓練】傳送帶與水平面夾角為37°，皮帶以12解析：小物塊無初速度放在傳送帶上時，所受摩擦力為滑動摩擦力，方向沿斜面向下，對小物塊進行受力分析，由牛頓第二定律得：mgsinθ＋μmgcosθ＝ma，解得a＝12m/s2.設小物塊加速到12m/s運動的距離為x1，所用時間為t1，由v2－0＝2ax1得x1＝6m，由v＝at1得t1＝1s.當小物塊的速度加速到12m/s時，因mgsinθ＝μmgcosθ，小物塊受到的摩擦力由原來的滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力，而且此時剛好為最大靜摩擦力，小物塊此后隨帶一起做勻速運動．設AB間的距離為L，則L－x1＝vt2，解得t2＝1.5s.從A到B的時間t＝t1＋t2，解得t＝2.5s.答案：2.5s轉原題解析：小物塊無初速度放在傳送帶上時，所受摩擦力為滑動摩擦力

【備選訓練】如圖所示為糧袋的傳送裝置,已知A、B兩端間的距離為L,傳送帶與水平方向的夾角為θ,工作時運行速度為v,糧袋與傳送帶間的動摩擦因數為μ,正常工作時工人在A端將糧袋放到運行中的傳送帶上。設最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,重力加速度大小為g。關于糧袋從A到B的運動,以下說法正確的是（）A.糧袋到達B端的速度與v比較，可能大，可能小或也可能相等B.糧袋開始運動的加速度為g（sinθ－μcosθ），若L足夠大，則以后將以速度v做勻速運動C.若μ≥tanθ，則糧袋從A端到B端一定是一直做加速運動D.不論μ大小如何，糧袋從A端到B端一直做勻加速運動，且加速度a≥g