高考物理-传送带中的动力学问题.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,传送带中动力学问题,传送带问题,牛顿运动定律应用,第1页,知识点回顾：,1、静摩擦力方向怎样确定？,2、滑动摩擦力方向怎样确定？,3、写出匀变速直线运动运动学公式？,4、牛顿第二定律内容？,5、动摩擦因数与斜面角度正切值对物体运动有什么影响？,第2页,按放置分:水平、倾斜,1传送带问题分类,A,B,m,按传送带转动方向分：顺时针、逆时针,第3页,力问题,物体与传送带之间相互作用力,2、难点分析,运动问题,物体相对地面、相对传送带运动情况,第4页,【,例1,】水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客行李进行了安全检验。右图为一水平传送带装置示意图，绷紧传送带AB一直保持v1m/s恒定速率运行，一质量为m4kg行李无初速地放在A处，传送带对行李滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随即行李又以与传送带相等速率做匀速直线运动。设行李与传送带间动摩擦因数0.1，AB间距离L2m，g取,10,m/s2,。,（1）求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力大小与方向与加速度大小？在这个过程中滑动摩擦力是阻力吗？,（2）求行李做匀加速运动时间？从A运动到B时间？,（3）物体相对传送带运动距离？相对运动距离和匀加速运动距离相关系吗？,（4）假如提升传送带运行速率，行李就能被较快地传送到B处。求行李从A处传送到B处最短时间和传送带对应最小运行速率。,（5）假如行李以,v2m/s速率滑上传送带，行李会怎样运动？,（6）你还能提出哪些问题？,第5页,（1）参考系正确选择是解题关键。,运动分析中依据合外力和初速度明确物体运动性质是以地面为参考系，依据运动学公式计算时，公式中运动学量,v、a、s,都是以地为参考系。,传送带问题解题策略,第6页,传送带问题解题策略,首先依据初始条件比较 物体对地速度,v,物,与,v,传,大小与方向，,明确物体受到摩擦力种类及其规律,画出受力图,，然后分析出物体受合外力和加速度大小和方向，结合物体初速度,确定物体运动性质,。,其次是,画好运动过程草图,。,（2）受力分析和运动分析是解题基础。,第7页,f,mg,F,N,v,所以，从A运动到B时间t=t,1,+t,2,=2.5s,1,t,/s,0,1,v,/ms,-1,a,由牛顿第二定律得fma 代入数值，得ag=1m/s,2,（1）求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力大小与加速度大小；,（2）,解析：,行李受滑动摩擦力fmg 代入数值，得f4N ,mg,F,N,解析：,设行李做匀加速运动时间为t,1,，行李加速运动末速度为v1m/s。,则：vat,1,代入数值，得：t,1,1s ,匀加速运动位移为x,1,=a,1,t,1,2,=0.5m,接着做匀速运动位移x,2,=,L,-x,1,=1.5m匀速运动时间t,2,=x,2,/v=1.5s,v,第8页,【例2】,如图所表示，传送带与水平面夹角为=37，其以4m/s速度向上运行，在传送带底端A处无初速度地放一个质量为0.5kg物体，它与传送带间动摩擦因数=0.8，AB间(B为顶端)长度为25 m试回答以下问题：,(1)说明物体运动性质(相对地面)？为何？,(2)物体从,A,到,B,加速时间为多少?总时间为多少？(g=10m/s,2,),第9页,(1)说明物体运动性质(相对地面)；(g=10m/s2),解：,物体做匀加速运动过程中，由牛顿第二定律,mg cos37-mg sin37=ma,得a=0.4m/s,2,加速至10m/s位移为x,1,=v,2,/2a=20m,，,接着做匀速运动，所以物体先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动。,f,mg,F,N,37,f,mg,F,N,受力分析关键是摩擦力分析。,对于倾斜传送带普通需要结合,mgsin,mgcos,大小关系进行分析。（比较,与,tan,）,说明:物体和传送带等速时刻是摩擦力大小、方向改变临界点、物体运动性质改变临界点。,第10页,10,t,/s,0,4,v,/ms,-1,a,(2)物体从,A,到,B,时间为多少?(g=10m/s2),匀加速运动时间t,1,=v/a=10s,匀速运动时间t,2,=(L-x,1,)/v=1.25s,所以物体从,A,到,B,时间为t=t,1,+t,2,=11.25s,第11页,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、运动分析:,1.注意参考系选择，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？,三、画图:,1.受力分析图；,2.画运动草图；,3.v-t图。,一、受力分析：,传送带模型中要注意摩擦力突变（发生在,V物与V传相同时刻）,小结,第12页,2.传送带与地面倾角为37，从A端到B端长度为16m，传送带以v,0,=10m/s速度沿逆时针方向转动，在传送带上端A处无初速度地放置一个质量为0.5kg物体，它与传送带之间动摩擦因数为=0.5，试分析物体从A端运动到B端运动性质,并求出加速度.,(1)tan 物体继续做加速运动,(2)tan 物体与传送带一起匀速运动,第13页,加速度a,2,=gsin-ugcos,=2m/s,2,再下滑余下11m位移,S=v,0,t+,a,2,t,2,2,得：t,2,=1s 总用时t=t,1,+t,2,=2s.,f,mg,F,N,f,mg,F,N,解：,小物体刚放到A点至运动到10m/s 过程中,物体受摩擦力作用方向向下,故,a,1,=gsin+gcos=10m/s,2,下滑1s时间后速度到达10m/s,发生位移x,1,=,a,1,t,1,2,=5m.,小物体速度达10m/s后,因为最大静摩擦力不足以使其相对皮带静止,故继续做加速运动。,(1)tan 物体继续做加速运动,(2)tan 物体与传送带一起匀速运动,第14页,练习,水平浅色长传送带上放置一质量为,0.5kg,煤块。煤块与传送带之间动摩擦因数,0.2。,初始时，传送带与煤块都是静止。现让传送带以恒定加速度,a,0,=3m/s,2,开始运动，其速度到达,v=6m/s,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一段黑色痕迹后，煤块相对传送带不再滑动。g取,10m/s,2,。,(1),请你从物理学角度简明说明黑色痕迹形成原因，并求此过程中煤块所受滑动摩擦力大小,(2)求：黑色痕迹长度,答案:,（1）,有相对运动；1N,(2)3m,第15页,谢谢指导！,第16页,