专题突破二-动力学中“传送带”和“板块”模型.pptx
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- 专题 突破 动力学 传送带 板块 模型
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1、专题突破二-动力学中“传送带”和“板块”模型分析解答问题的关键分析解答问题的关键(1)对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断。(2)物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻。考向考向水平传送带水平传送带突破一突破一“传送带传送带”模型模型图图1(1)物体从物体从A到到B做什么运动?做什么运动?(2)当物体的速度达到传送带速度当物体的速度达到传送带速度v时,物体的位移多大?传送带的位移多大?时,物体的位移多大?传送带的位移多大?(3)物体从物体从A到到B运动的时间为多少?运动的时间为多少?(4)什么条件下物体从什么条件下物体从A到到B所用时间最短?所用时间最短?【例【例1】
2、如图如图1所示,水平传送带始终以所示,水平传送带始终以v匀速运动,现将一质量为匀速运动,现将一质量为m的物体轻放于的物体轻放于A端,物体与传送带之间的动摩擦因数为端,物体与传送带之间的动摩擦因数为,AB长为长为L,L足够长,重力加速度为足够长,重力加速度为g。问:。问:解析解析(1)物体先做匀加速直线运动,当速度与传送带速度相同时,做匀速直线运动。物体先做匀加速直线运动,当速度与传送带速度相同时,做匀速直线运动。物体沿倾角为物体沿倾角为的传送带传送时,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端
3、向下运动。解决倾斜传送带问题时要特别注意mgsin 与与mgcos 的大小和方向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。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。考向考向倾斜传送带倾斜传送带(1)求物块在传送带上运动的时间;求物块在传送带上运动的时间;(2)若在物块与传送带速度相等的瞬间撤去恒力若在物块与传送带速度相等的瞬间撤去恒力F,则物块还需多少时间才能脱离传,则物块还需多少时间才能脱离传送带?送带?【例【例2】如图如图2所示,传送带以恒定速率所示,传送带以恒定速率v4 m/s顺时针运行,传顺时针运行,传送带与水平面的夹角送带与
4、水平面的夹角37。现将质量。现将质量m1 kg的小物块轻放的小物块轻放在其底端在其底端(小物块可看成质点小物块可看成质点),平台上的人通过一根轻绳用,平台上的人通过一根轻绳用F10 N的恒力拉小物块,经过一段时间物块被拉到离地面高为的恒力拉小物块,经过一段时间物块被拉到离地面高为H1.8 m的平台上。已知物块与传送带之间的动摩擦因数的平台上。已知物块与传送带之间的动摩擦因数0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取取10 m/s2,已知,已知sin 370.6,cos 370.8。物块与传送带达到共同速度后,物块与传送带达到共同速度后,因因Fmgsin mgcos
5、 370故物块在平衡力作用下随传送带一起匀速上升故物块在平衡力作用下随传送带一起匀速上升解析解析(1)物块在达到与传送带速度物块在达到与传送带速度v4 m/s相等前,做匀加速直线运动,有相等前,做匀加速直线运动,有Fmgcos 37mgsin 37ma1va1t1(2)若在物块与传送带达到速度相等的瞬间撤去恒力若在物块与传送带达到速度相等的瞬间撤去恒力F,因为,因为tan 37,故有,故有mgcos 37mgsin 37ma2解得解得a22 m/s2假设物块能向上匀减速运动到速度为零,则假设物块能向上匀减速运动到速度为零,则解答传送带问题应注意的事项解答传送带问题应注意的事项(1)比较物块和传
6、送带的初速度情况,分析物块所受摩擦力的大小和方向,比较物块和传送带的初速度情况,分析物块所受摩擦力的大小和方向,其主要目的是得到物块的加速度。其主要目的是得到物块的加速度。(2)关注速度相等这个特殊时刻,水平传送带中两者一块匀速运动,而倾斜关注速度相等这个特殊时刻,水平传送带中两者一块匀速运动,而倾斜传送带需判断传送带需判断与与tan 的关系才能决定物块以后的运动。的关系才能决定物块以后的运动。图图31.(多选多选)(2019江西丰城模拟江西丰城模拟)质量均为质量均为m的两物块的两物块1和和2之间用一根不可伸长的细线相连,之间用一根不可伸长的细线相连,两物块一起在光滑水平桌面上以速度两物块一起
7、在光滑水平桌面上以速度v0匀速运动,某时刻物块匀速运动,某时刻物块1到达桌面的右边缘,到达桌面的右边缘,如图如图3所示。当物块所示。当物块1滑上与桌面等高的水平传送带后,经过一段时间到达传送带的滑上与桌面等高的水平传送带后,经过一段时间到达传送带的最右端,若传送带的速度大于最右端,若传送带的速度大于v0且保持不变,物块且保持不变,物块1和物块和物块2与传送带间的动摩擦因与传送带间的动摩擦因数分别为数分别为1、2(12),则在此过程中,则在此过程中(不考虑桌子边缘与传送带间的缝隙,细线的不考虑桌子边缘与传送带间的缝隙,细线的长度小于传送带的长度长度小于传送带的长度)()A.物块物块2在桌面上可能
8、先做匀加速运动后做匀速运动在桌面上可能先做匀加速运动后做匀速运动B.两物块都在传送带上时,它们所受的摩擦力一定不相等两物块都在传送带上时,它们所受的摩擦力一定不相等C.两物块在任何时刻的速度和加速度都相等两物块在任何时刻的速度和加速度都相等D.可能存在物块可能存在物块1与物块与物块2加速度不相等的阶段加速度不相等的阶段解析解析物块物块1滑上传送带后,在滑动摩擦力的作用下做匀加速运动,由于物块滑上传送带后,在滑动摩擦力的作用下做匀加速运动,由于物块1和物块和物块2通过不可伸长的细线连接,故物块通过不可伸长的细线连接,故物块2也做匀加速运动;如果在物块也做匀加速运动;如果在物块2滑上传送带之前,滑
9、上传送带之前,物块的速度已经等于传送带的速度,则此后物块物块的速度已经等于传送带的速度,则此后物块1、2均做匀速直线运动,故均做匀速直线运动,故A正确;正确;两物块都在传送带上时,如果两物块速度与传送带相同,则两物块均不受静摩擦力,两物块都在传送带上时,如果两物块速度与传送带相同,则两物块均不受静摩擦力,故故B错误;如果物块错误;如果物块2滑上传送带时,物块的速度小于传送带的速度,由于两个物块的滑上传送带时,物块的速度小于传送带的速度,由于两个物块的动摩擦因数动摩擦因数12,则加速度,则加速度a1a2,两个物块间的距离会缩小,故,两个物块间的距离会缩小,故C错误,错误,D正确。正确。答案答案A
10、D(1)煤块从煤块从A到到B的时间;的时间;(2)煤块从煤块从A到到B的过程中传送带上形成痕迹的长度。的过程中传送带上形成痕迹的长度。2.(2019四川成都诊断四川成都诊断)如图如图4所示,传送带与地面夹角所示,传送带与地面夹角37,从从A到到B长度为长度为L10.25 m,传送带以,传送带以v010 m/s的速率逆时针的速率逆时针转动。在传送带上端转动。在传送带上端A无初速地放一个质量为无初速地放一个质量为m0.5 kg的黑色的黑色煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5。煤块在传送带。煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知上经过会留下黑色痕迹。已知sin
11、370.6,g10 m/s2,求:,求:解析解析(1)煤块刚放上时,受到向下的摩擦力,其加速度为煤块刚放上时,受到向下的摩擦力,其加速度为a1g(sin cos)10 m/s2,达到达到v0后,受到向上的摩擦力,则后,受到向上的摩擦力,则a2g(sin cos)2 m/s2,s2Ls15.25 m,得得t20.5 s。煤块从煤块从A到到B的时间为的时间为tt1t21.5 s。(2)第一过程痕迹长第一过程痕迹长s1v0t1s15 m,第二过程痕迹长第二过程痕迹长s2s2v0t20.25 m,s1与与s2部分重合,故痕迹总长为部分重合,故痕迹总长为5 m。答案答案(1)1.5 s(2)5 m突破二
12、突破二“板块板块”模型模型1.分析分析“板块板块”模型时要抓住一个转折和两个关联模型时要抓住一个转折和两个关联2.两种类型两种类型类型图示类型图示规律分析规律分析木板木板B带动物块带动物块A,物块恰好不从木板上掉下的临界条件,物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑到木板左端时二者速度相等,则位移关系为是物块恰好滑到木板左端时二者速度相等,则位移关系为sBsAL物块物块A带动木板带动木板B,物块恰好不从木板上掉下的临界条件,物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑到木板右端时二者速度相等,则位移关系为是物块恰好滑到木板右端时二者速度相等,则位移关系为sBLsA(1)A、B达到共同速度的
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