高三备考专题牛顿运动定律的应用之传送带模型
2018高三备考专题:牛顿运动定律的应用之传送带模型
【高三一轮教学案】牛顿运动定律应用--传送带模型2 017.10.1一、模型特征一个物体以速度v0(v0≥0)在另一个匀速运动的物体上开始运动的力学系统可看做“传送带”模型,如图(a)、(b)、(c) 所示。
①②③1.①擦力2.中S3.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。
【名师点睛】1. 在确定研究对象并进行受力分析之后,首先判定摩擦力突变(含大小和方向)点,给运动分段。
传送带传送的物体所受的摩擦力,不论是其大小的突变,还是其方向的突变,都发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻。
物体在传送带上运动时的极值问题,不论是极大值,还是极小值,也都发生在物体速度与传送带速度相等的时刻。
v物与v传相同的时刻是运动分段的关键点,也是解题的突破口。
2. 判定运动中的速度变化(即相对运动方向和对地速度变化)的关键是v物与v传的大小与方向,对二者的比较是决定解题方向的关键。
3.在倾斜传送带上需比较mg sin θ与F f的大小与方向,判断F f的突变情况。
4. 考虑传送带长度——判定临界之前是否滑出;物工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.6,工件滑上A端时速度v A=10 m/s,设工件到达B端时的速度为v B。
(取g=10 m/s2)(1) 若传送带静止不动,求v B;(2) 若传送带顺时针转动,工件还能到达B端吗?若不能,说明理由;若能,求到达B点的速度v B;来源于网络来源于网络(3) 若传送带以v =13 m/s 逆时针匀速转动,求v B 及工件由A 到B 所用的时间。
【典例2】 如图所示,水平传送带A 、B 两端相距s =3.5 m ,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,物体滑上传送带A 端的瞬时速度v A =4 m/s ,到达B 端的瞬时速度设为v B .下列说法中正确的是( )A. 若传送带不动,v B = 3 m/sB. 若传送带逆时针匀速转动,v B 一定等于3 m/sC. 若传送带顺时针匀速转动,v B 一定等于3 m/sD.情况,从而确定其是否受到滑动摩擦力作用。
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,则物体加速;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.【题型4】如图所示为货场使用的传送带的模型,传送带倾斜放置,与水平面夹角为θ=37°,传送带AB足够长,传送皮带轮以大小为v=2 m/s的恒定速率顺时针转动.一包货物以v0=12 m/s的初速度从A端滑上倾斜传送带,若货物与皮带之间的动摩擦因数μ=0.5,且可将货物视为质点.(g=10 m/s2,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)求货物刚滑上传送带时加速度为多大?(2)经过多长时间货物的速度和传送带的速度相同?这时货物相对于地面运动了多远?(3)从货物滑上传送带开始计时,货物再次滑回A端共用了多少时间?【题型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。
2024版新教材高考物理全程一轮总复习第三章牛顿运动定律专题强化五传送带模型和“滑块_木板”模型学生
专题强化五传送带模型和“滑块—木板”模型【素养目标】 1.会对传送带上的物体进行受力分析,能正确解答传送带上物体的动力学问题.2.能正确运用动力学观点处理“滑块—木板模型”.题型一传送带模型1.模型特点传送带问题一般分为水平传送带、倾斜传送带两种类型,其实质是物体与传送带间的相对运动问题.2.解题关键(1)理清物体与传送带间的相对运动方向及摩擦力方向是解决传送带问题的关键.(2)传送带问题还常常涉及临界问题,即物体与传送带达到相同速度,这时会出现摩擦力改变的临界状态,对这一临界状态进行分析往往是解题的突破口.3.“传送带”问题解题思路考向1 动力学中水平传送带问题例 1 如图1所示为地铁的包裹安检装置,其传送包裹部分可简化为如图2所示的传送带示意图.若安检时某乘客将可视为质点的包裹静止放在传送装置的最左端,传送装置始终以v0=0.5 m/s的速度顺时针匀速运动,包裹与传送装置间的动摩擦因数为μ=0.05,传送装置全长l=2 m,包裹传送到最右端时乘客才能将其拿走,重力加速度g=10 m/s2.(1)求当包裹与传送装置相对静止时,包裹相对于传送装置运动的距离;(2)若乘客将包裹放在传送装置上后,立即以v=1 m/s的速度匀速从传送装置最左端走到传送装置的最右端,求乘客要想拿到包裹,需要在传送装置最右端等待的时间.考向2 动力学中的倾斜传送带问题例 2[2023·江苏常州月考]图甲为某口罩生产车间实景图,图乙为车间中两段传送带简化图,1为长度L1=2 m的水平传送带,2为长度L2=1 m、倾角θ=37°的倾斜传送带.现将质量m=0.2 kg的口罩盒(包括口罩)从静止开始轻轻地放在传送带1的右端点a处,口罩盒(包括口罩)到达传送带1左端点b处刚好与传送带1的速度相等.口罩盒(包括口罩)与传送带1、2之间的动摩擦因数分别为μ1=0.4、μ2=0.5.口罩盒(包括口罩)在连接点b处滑上传送带2时速度大小不变,两传送带均逆时针转动,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度取g=10 m/s2.求:(1)传送带1的速度大小v1;(2)要使口罩盒(包括口罩)能够运送至c点(传送带2的最上端),则传送带2的最小速度大小;(3)增大传送带1、2的速度,则口罩盒(包括口罩)从a到达c的最短时间.针对训练1.(多选)如图甲所示,倾斜的传送带以恒定速率v1沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°.一物块以初速度v2从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的v-t图像如图乙所示,物块到达一定高度时速度为零,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,则( )A.传送带的速度为4 m/sB.物块上升的竖直高度为0.96 mC.物块与传送带间的动摩擦因数为0.5D.物块所受摩擦力方向一直与物块运动方向相反题型二“滑块—木板”模型1.模型特点:滑块(视为质点)置于木板上,滑块和木板均相对地面运动,且滑块和木板在摩擦力的作用下发生相对滑动.2.两种常见类型类型图示3.解题关键点(1)由滑块与木板的相对运动来判断“板块”间的摩擦力方向.(2)当滑块与木板速度相同时,“板块”间的摩擦力可能由滑动摩擦力转变为静摩擦力或者两者间不再有摩擦力(水平面上共同匀速运动).例 3[2023·广东珠海模拟](多选)如图甲所示,上表面粗糙的平板小车静止于光滑水平面上.t=0时,小车以速度v0向右运动,将小滑块无初速度地放置于小车的右端,最终小滑块恰好没有滑出小车,如图乙所示为小滑块与小车运动的v-t图像,图中t1、v0、v1均为已知量,重力加速度大小为g.由此可求得( )A.小车的长度B.小滑块的质量C.小车在匀减速运动过程中的加速度D.小滑块与小车之间的动摩擦因数针对训练2.[2023·吉林一中期中]如图所示,质量为m=2 kg的物体A与质量为M=1 kg的物体B叠放在光滑水平面上,两物体间动摩擦因数为μ=0.2,一水平向右的力F作用在A物体上(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2),则( )A.当F=4 N时,两物体即将发生相对运动B.当F=5 N时,两物体一定发生相对运动C.当F=8 N时,B物体的加速度为4 m/s2D.当F=12 N时,A物体的加速度为4 m/s23.[2023·人大附中月考](多选)如图所示,质量为M=1 kg的长木板放在光滑的水平面上,质量为m=2 kg的滑块(可视为质点)放在长木板的左端,两者之间的动摩擦因数为μ=0.2.某时刻用F=9 N的水平恒力作用在长木板上,经t=1 s后撤去力F,最终滑块恰好没有滑离长木板.若重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )A.撤去力F时长木板的速度为3 m/sB.撤去力F时滑块的速度为2 m/sC.滑块最终的速度为3 m/sD.长木板的长度为1.5 m专题强化五传送带模型和“滑块—木板”模型题型一例1 解析:(1)设包裹的质量为m,包裹加速阶段的加速度大小为a,则由牛顿第二定律可得μmg=ma解得a=0.5 m/s2包裹加速到v0所用的时间为t1=v0a解得t1=1 sat12t1时间内包裹的位移大小为x1=12解得x1=0.25 mt1时间内传送装置的位移大小为x2=v0t1解得x2=0.5 m故包裹相对于传送装置运动的距离为Δx=x2-x1=0.25 m.(2)包裹在传送装置上匀速运动的时间为t2=l−x1v0解得t2=3.5 s乘客从传送装置的最左端走到最右端所用的时间为t3=lv解得t3=2 s故乘客需要在传送装置最右端等待的时间为Δt=t1+t2-t3=2.5 s.答案:(1)0.25 m (2)2.5 s例2 解析:(1)分析知,口罩盒(包括口罩)放上传送带1后一直做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律,有μ1mg=ma,解得a=4 m/s2根据运动学公式有v12=2aL1,解得v1=4 m/s.(2)若传送带2不转动,则口罩盒(包括口罩)向上运动的加速度一直保持不变,大小为a 1=μ2mg cos θ+mg sin θm=g (μ2cos θ+sin θ)=10 m/s 2口罩盒(包括口罩)在传送带2上向上运动的最远距离为s max =v 122a1=0.8 m<L 2所以口罩盒(包括口罩)无法运动到c 点若传送带2的速度大于4 m/s ,则口罩盒(包括口罩)向上运动的加速度一直保持不变,大小为a 2=mg sin θ−μ2mg cos θm=g (sin θ-μ2cos θ)=2 m/s 2口罩盒(包括口罩)在传送带2上向上运动的最远距离为s ′max =v 122a2=4 m>L 2所以口罩盒(包括口罩)运动到c 点时速度不为零 设传送带2的速度大小为v 时,恰好能将口罩盒(包括口罩)运送至c 点.据以上信息可知,v 一定满足0<v <4 m/s ,则口罩盒(包括口罩)在传送带2上先做加速度大小为a 1=10 m/s 2的匀减速直线运动,当口罩盒(包括口罩)与传送带的速度相等时,开始做加速度大小为a 2=2 m/s 2的匀减速直线运动,到达c 点时速度恰好为零.由逆向思维法,有s 1=v −12v22a1,s 2=v 22a 2,s 1+s 2=L 2,解得v =1 m/s.(3)口罩盒(包括口罩)在传送带1上运动的时间不随传送带1、2的速度增大而变化,则有L 1=12at 12,解得t 1=1 s当传送带2的速度足够大时,口罩盒(包括口罩)在传送带2上一直做加速度大小为2 m/s 2的匀减速直线运动,则有L 2=v 1t 2−12a 2t 22解得t 2=(2-√3)s 或t ′2=(2+√3)s 舍去则口罩盒(包括口罩)从a 到达c 的最短时间为t =t 1+t 2=(3-√3)s. 答案:(1)4 m/s (2)1 m/s (3)(3-√3)s1.解析:如果v 2小于v 1,则物块向上做减速运动时加速度不变,与题图乙不符,因此物块的初速度v 2一定大于v 1,结合题图乙可知物块减速运动到与传送带速度相同时,继续向上做减速运动.由此可以判断传送带的速度为2 m/s ,A 错误;物块的位移等于v t 图线与横轴所围的面积,即L =12×(4+2)×0.2 m+12×1×2 m=1.6 m ,则上升的竖直高度为h =L sin θ=0.96 m ,B 正确;0~0.2 s 内,加速度a 1=Δv Δt =2.0−4.00.2m/s 2=-10 m/s 2,加速度大小为10 m/s 2,根据牛顿第二定律得a 1=mg sin θ+μmg cos θm=10 m/s 2,解得μ=0.5,C 正确;在0~0.2 s 内,摩擦力方向与物块的运动方向相反,0.2~1.2 s 内,摩擦力方向与物块的运动方向相同,D 错误.答案:BC题型二例3 解析:最终小滑块恰好没有滑出小车,由图像可求出小车的长度L =v 1+v 02t 1-v12t 1=v02t 1,故A 正确;根据图像可以求出小车做匀减速直线运动的加速度以及小滑块做匀加速直线运动的加速度,但无法求出小滑块的质量,故B 错误;根据v t 图像可知小车做匀减速直线运动的加速度大小,即a =v 0−v 1t 1,故C 正确;对小滑块,由v t 图像可知小滑块做匀加速直线运动的加速度大小,即a =v1t 1,再由牛顿第二定律得a =Ff m =μmg m=μg ,联立解得小滑块与小车之间的动摩擦因数μ=v1gt 1,故D 正确.答案:ACD2.解析:当A 、B 刚要滑动时,静摩擦力达到最大值,设此时它们的加速度为a 0,根据牛顿第二定律,对B 有a 0=μmg M=4 m/s 2,对A 、B 整体有F =(m +M )a 0=3×4 N=12 N ,所以当F ≤12 N 时,A 、B 相对静止,一起向右做匀加速运动,A 、B 、C 错误;当F =12 N 时,A 物体的加速度为a =F−μmg m=12−42m/s 2=4 m/s 2,D 正确.答案:D3.解析:力F 作用在长木板上后,由牛顿第二定律可得μmg =ma 1,F -μmg =Ma 2,解得滑块和长木板的加速度分别为a 1=2 m/s 2,a 2=5 m/s 2,撤去力F 时滑块和长木板的速度分别为v 1=a 1t =2 m/s ,v 2=a 2t =5 m/s ,故A 错误,B 正确;撤去力F 后,由动量守恒定律可得mv 1+Mv 2=(m +M )v ,解得滑块最终的速度为v =3 m/s ,故C 正确;撤去力F 前,滑块在长木板上移动的距离为Δx 1=12a 2t 2-12a 1t 2=1.5 m ,撤去力F 后,由能量守恒定律可得μmg ·Δx 2=12mv +1212Mv 22-12(m +M )v 2,解得Δx 2=0.75 m ,则长木板的长度为L =Δx 1+Δx 2=2.25 m ,故D 错误.答案:BC。
适用于新教材2024版高考物理一轮总复习第3章牛顿运动定律专题提升课5传送带模型板块模型课件
与传送带一起向右匀速运动,有v2'=v1;若物体在传送带上减速向左滑行,直
接从传送带左侧滑出传送带,则末速度一定小于v2,A、B、D三项正确,C项
错误。
考点二
板块模型(师生共研)
1.模型特征
滑块—木板模型(如图甲所示),涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热。
3
s
4
3
3 m/s
解析 (1)对物块受力分析可知,物块先在恒力作用下沿传送带方向向上做
初速度为零的匀加速运动,直至速度与传送带的速度相同
由牛顿第二定律得F+μmgcos θ-mgsin θ=ma1
代入数据解得a1=6 m/s2
物块加速过程所用的时间
运动的距离
2
x1=2
1
=
4
3
m
t1=
1
=
2
多次相互作用,属于多物体、多过程问题,知识综合性较强,对能力要求较
高,故频现于高考试卷中。另外,常见的子弹射击滑块(如图乙所示)、圆环
在直杆中滑动(如图丙所示)都属于滑块类问题,处理方法与滑块—木板模
型类似。
2.两种类型
类型图示
规律分析
木板 B 带动物块 A,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
求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断。判断摩擦力
时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度,也就是分析物体在运动位
移x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等。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。
2.倾斜传送带
(1)模型情境
高三物理 牛顿运动定律拓展应用之四、传送带模型成套专题复习课件
速度V向后运动,则 ( C ) ①人对传送带不做功
m1
V
②人对传送带做功
③人对传送带做功的功率为m2gV
m2
④人对传送带做功的功率为(m1+m2)gV
⑤传送带对人做功的功率为m1gV
A.①③ B.②④ C.②③ D.①⑤
水平传送带上由静止释放,传送带由电动 机带动,始终保持以速度v匀速运动,物 体与传送带间的动摩擦因数为μ,物体过 一会儿能保持与传送带相对静止,对于物 体从静止释放到相对静止这一过程下列说
当v物=v传且方向相同时,物体能否与皮带保持相 对静止。采用假设法,假设能否成立关键看f静是否在 0- fmax之间 。对于倾斜传送带一般需要结合mgsinθ、 μmgcosθ的大小关系进行分析。(比较μ 与tanθ)
受力分析的关键是摩擦力的分析:物体和传送带等速
时刻是摩擦力的大小、方向、运动性质的突变临界点。
过一粗糙静止的传送带后,落到地面P点,若传送带的皮带轮沿
逆时针方向转动起来,使传送带也随之转动,再把该物块放到Q
点自由滑下,那么( A )
A.它仍能落在P点
Q
B.它将落在P点的左边
C.它将落在P点的右边
D.无法判断落点,因为
它可能落不到地面上来
P
解:传送带不动或逆时针转动时,工件相对传送带的运动方向 均向右,工件受到的滑动摩擦力的方向均向左,滑动摩擦力的 大小均等于μmg,工件在传送带上的运动性质完全相同,从A 到B一直做相同的匀减速运动.到达皮带右端的速度相同,此 后做平抛运动的水平位移相同.
L=1/2 v' t1+ v' t2
⑥
又
t1
v a
⑦
t2=t-t1
⑧
高三物理知识点传送带模型
高三物理知识点传送带模型高三物理知识点:传送带模型传送带模型是物理学中对运动的描述和解释的一种简化模型。
它常被用来说明物体在平稳运动状态下的变化规律和相关的物理概念。
本文将介绍传送带模型的基本原理和应用,以及与高考物理相关的知识点。
一、传送带模型的基本原理传送带模型基于以下假设:1. 假设传送带平稳运行,即传送带的速度保持不变;2. 假设系统在相对运动中处于稳态,即不受到外力的干扰;3. 假设传送带的运动与物体的运动具有良好的耦合性。
在传送带模型中,我们可以将物体视作一个质点,其运动状态由位置、速度和加速度等因素决定。
通过对物体所受的驱动力和阻力进行分析,可以得到物体在传送带上的运动规律。
二、传送带模型的应用1. 平抛运动:传送带模型可以用来解释物体在水平平面上的平抛运动。
在这种情况下,传送带的速度影响了物体的水平速度,而垂直方向的运动受到重力的影响。
根据传送带模型,物体的横向速度与传送带速度相等,而垂直速度受到重力加速度的影响。
这样,我们可以推导出物体在水平平面上的轨迹、飞行时间和最大高度等参数。
2. 斜抛运动:传送带模型也可以应用于物体在斜面上的抛体运动。
在这种情况下,传送带的速度和斜面的倾角会对物体的运动产生影响。
根据传送带模型,物体的速度可以分解为沿斜面和垂直斜面的分量。
这样,我们可以得到物体在斜面上的运动规律,包括滑动距离、飞行时间和最大高度等参数。
三、与高考物理相关的知识点传送带模型是理解和应用以下高考物理知识点的基础:1. 运动规律:通过传送带模型,我们可以更深入地理解运动物体的速度、加速度和运动规律。
包括匀速直线运动、匀加速直线运动等。
2. 平衡力分析:传送带模型可以帮助我们分析物体所受的平衡力和非平衡力。
比如,在平抛运动中,物体的横向速度受到传送带的平衡力,而垂直速度受到重力的非平衡力。
3. 牛顿定律:传送带模型也可以用来解释和应用牛顿定律。
在斜抛运动中,我们可以分析物体受到的斜面作用力和重力作用力,并根据牛顿定律推导运动方程。
2025高考物理总复习动力学中的传送带模型
解得a2=4 m/s2
设从与传送带共速到减速为0的过程中P的位移为x2,则有
-2a2x2=0-v2
解得
2
x2=
2 2
=
22
2×4
m=0.5 m
所以物块P在传送带上向前冲的最远距离为
x1+x2=5.5 m。
(3)设共速前第一个减速过程P的位移为x3,用时为t3,皮带位移为x皮3;共速后
至减速为零为第二个减速过程,P的位移为x4,用时为t4,皮带位移为x皮4。则
小为
1
Δx2=2 2 2 +x1=17.5
m,则煤块在传送带上留下的痕迹长为 17.5 m,C 错
误;煤块与传送带间产生的热量为 Q=μmgcos θ·Δ1 + Δ2 =90 J,D 正确。
指点迷津
物体与传送带的划痕长度Δx等于物体与传送带的相对位移的大小,若有两
次相对运动且两次相对运动方向相同,则Δx=Δx1+Δx2(图甲);若两次相对运
sin + cos
a1=
=10
m/s ,经过时间 t1 速度减小到零,则
2
送带速度为零,则煤块向上滑动的位移
加速度为
Δ
a= =5
Δ
0 2
x1= =5
2 1
0
t1= =1
1
s,0~1 s 传
m,1 s 后传送带开始加速,其
m/s2,由于 μmgcos θ<mgsin θ,则煤块向下加速,其加速度为
传送带模型中的动力学图像
考向一 根据传送情境确定动力学图像
典题5 (多选)(2023广东佛山模拟)如图所示,飞机场运输行李的传送带保持
恒定的速率运行,将行李箱无初速度地放在传送带底端,传送带将它送入飞
【第11课时牛顿运动定律的综合应用】考点三 “传送带模型”问题
考点三“传送带模型”问题1.模型特征(1)水平传送带模型2.模型动力学分析(1)传送带模型问题的分析流程(2)判断方法①水平传送带情景1若v22μg≤l,物、带能共速;情景2若|v2-v20|2μg≤l,物、带能共速;情景3若v22μg≤l,物块能返回.②倾斜传送带情景1若v22a≤l,物、带能共速;情景2若v22a≤l,物、带能共速;若μ≥tan θ,物、带共速后匀速;若μ<tan θ,物体以a2加速(a2<a).命题点1 水平传送带模型6.如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行.初速度大小为v2(v1<v2)的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上滑上传送带,从小物块滑上传送带开始计时,物块在传送带上运动的vt图象可能是( )A BC D【解析】物块滑上传送带,由于速度大于传送带速度,物块做匀减速直线运动,可能会滑到另一端一直做匀减速直线运动,到达另一端时恰好与传送带速度相等,故C正确.物块滑上传送带后,物块可能先做匀减速直线运动,当速度达到传送带速度后一起做匀速直线运动,速度的方向保持不变,故B、D错误,A正确.【答案】AC命题点2 倾斜向下的传送带模型7.如图所示为粮袋的传送装置,已知A、B两端间的距离为L,传送带与水平方向的夹角为θ,工作时运行速度为v,粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ,正常工作时工人在A端将粮袋放到运行中的传送带上.设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度大小为g.关于粮袋从A到B的运动,以下说法正确的是( )A.粮袋到达B端的速度与v比较,可能大,可能小,也可能相等B.粮袋开始运动的加速度为g(sin θ-μcos θ),若L足够大,则以后将以速度v做匀速运动C.若μ≥tan θ,则粮袋从A端到B端一定是一直做加速运动D.不论μ大小如何,粮袋从A到B端一直做匀加速运动,且加速度a≥g sin θ【解析】若传送带较短,粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动,到达B端时的速度小于v;μ≥tan θ,则粮袋先做匀加速运动,当速度与传送带的速度相同后,做匀速运动,到达B端时速度与v相同;若μ<tan θ,则粮袋先做加速度为g(sin θ+μcos θ)的匀加速运动,当速度与传送带相同后做加速度为g(sin θ-μcos θ)的匀加速运动,到达B端时的速度大于v,选项A正确;粮袋开始时速度小于传送带的速度,相对传送带的运动方向是沿传送带向上,所以受到沿传送带向下的滑动摩擦力,大小为μmg cos θ,根据牛顿第二定律得加速度a=mg sin θ+μmg cos θm=g(sin θ+μcos θ),选项B错误;若μ≥tan θ,粮袋从A到B可能一直是做匀加速运动,也可能先匀加速运动,当速度与传送带的速度相同后,做匀速运动,选项C、D均错误.【答案】 A命题点3 倾斜向上的传送带模型8.如图所示为某工厂的货物传送装置,倾斜运输带AB(与水平面成α=37°)与一斜面BC(与水平面成θ=30°)平滑连接,B点到C点的距离为L=0.6 m,运输带运行速度恒为v0=5 m/s,A点到B点的距离为x=4.5 m,现将一质量为m =0.4 kg的小物体轻轻放于A点,物体恰好能到达最高点C点,已知物体与斜面间的动摩擦因数μ1=36,求:(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,空气阻力不计)(1)小物体运动到B点时的速度v的大小;(2)小物体与运输带间的动摩擦因数μ;(3)小物体从A点运动到C点所经历的时间t.【思路点拨】【解析】(1)设小物体在斜面上的加速度为a1,运动到B点的速度为v,由牛顿第二定律得mg sin θ+μmg cos θ=ma1由运动学公式知v2=2a1L,联立解得v=3 m/s.(2)因为v<v0,所以小物体在运输带上一直做匀加速运动,设加速度为a2,则由牛顿第二定律知μmg cos α-mg sin α=ma2又因为v2=2a2x,联立解得μ=7 8 .(3)小物体从A点运动到B点经历时间t1=va2,从B运动到C经历时间t2=v1a1联立并代入数据得小物体从A点运动到C点所经历的时间t=t1+t2=3.4 s.【答案】(1)3 m/s (2)78(3)3.4 s解答传送带问题三步曲(1)水平传送带上物体的运动情况取决于物体的受力情况,即物体所受摩擦力的情况;倾斜传送带上物体的运动情况取决于所受摩擦力与重力沿斜面的分力情况.(2)传送带上物体的运动情况可按下列思路判定:相对运动→摩擦力方向→加速度方向→速度变化情况→共速,并且明确摩擦力发生突变的时刻是v物=v传.(3)倾斜传送带问题,一定要比较斜面倾角与动摩擦因数的大小关系.。
2024届高考物理一轮总复习第三章牛顿运动定律专题二传送带与滑块问题课件
【考点突破 1】某工厂检查立方体工件表面光滑程度的装置如
图 Z2-2 所示,用弹簧将工件弹射到反向转动的水平皮带传送带上,
恰好能传送到另一端是合格的最低标准.假设传送带两个转轮之间
的长度为 18 m、运行速度是 6 m/s,工件刚被弹
射到传送带左端时的速度是 12 m/s,重力加速度
g 取 10 m/s2.则( )
①v0>v,可能一直减速,也可能先减 速再匀速
②v0=v,一直匀速 ③v0<v时,可能一直加速,也可能先 加速再匀速
(续表) 三种情景
图示
滑块可能的运动情况
①传送带较短时,滑块一直减速到达
左端
情景 3
②传送带较长时,滑块还要被传送带
传回右端.其中v0>v返回时速度为v, 当v0<v返回时速度为v0
度变大,木板静止
变大,滑块静止
(续表)
动摩擦因数
物体运动情况分析
μ2=0, μ1≠0
μ1=μ2≠0
若M+F m<μ1Mmg,共同加速;
若
F M+mLeabharlann <μ1g,
共
同
加
速
;
若
若
F-μ1mg m
>
μ1mg M
,
相
对
滑
F-Mμ1mg>μ1g,相对滑动,木板
动,滑块加速度大
加速度大
若 F<μ2(M+m)g,静止;若
μ1=μ2≠0
滑块减速,木板静止
滑块加速,木板减速,
达到共同速度后以μ2g共 同减速
(续表) 动摩擦因数
μ1m≤ μ2(M+m)
物体运动情况分析
滑块减速,木板静止
滑块加速,木板减速,
高三物理总复习 牛顿运动定律 传送带模型课件
3.5
时速度仍为v0,在和挡板碰撞中无 机械能损失)
0.5 04
ω/rads-1
28
2005年江苏理综35. 35. (9分)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
系统所产生的热能是多少?
2、 传送带水平匀加速运动 传送带与物体的初速度均为零,传送带的加速度为 a0,则把
物体轻轻的放在传送带上时,物体将在摩擦力的作用下做匀加速 直线运动,而此时物体与传送带之间是静摩擦力还是滑动摩擦力 (即物体与传送带之间是否存在相对滑动)取决于传送带的加速 度与物体在最大静摩擦力作用下产生的加速度为 a 之间的大小关 系,这种情况下则存在着两种情况:
• 如下图所示,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)
方向的长度可忽略,子弹射穿木块的时间极短,且每次射
入点各不相同,
v0
取g 在被第二颗子弹击中前,木块
向右运动离A点的最大距离是多少?
v1 B L
(2)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中?
(3)木块在传送带上的最终速度多大?
(4)在被第二颗子弹击中前,木块、子弹和传送带这一
L
A
B
度L应满足的条件.
新教材适用2024版高考物理一轮总复习第3章牛顿运动定律专题强化1传送带模型课件
可知 L=12(v0+1.5)×2.5+(4.5-2.5)v0=3.5 m,解得 v0=0.5 m/s,故 C 正确;由图 2 和 C 分析可知,粮袋在 0~2.5 s 内的加速度为 a=ΔΔvt = 0.52-.51.5m/s2=-0.4 m/s2,则加速度方向沿斜面向上,则在 0~2.5 s 内粮 袋处于超重状态,根据牛顿第二定律有 mgsin θ-μmgcos θ=ma,联立代 入数据解得 μ=0.8,故 D 错误,B 正确。
[答案] 2 s
[解析]物体受力分析如图所示,开始物体做匀加速直线运动的加速度 满足 mgsin θ+μmgcos θ=ma,
解得 a=12.5 m/s2。 加速到共速时的位移为 x=2va2=4 m<L=16 m, 由于 μ>tan θ,此后物块做匀速直线运动
物体加速的时间为 t1=va=0.8 s, 匀速的时间为 t2=L-v x=1.2 s, 物体运动的总时间为 t=t1+t2=2 s。
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)v0<v 时,可能一直加速,也可能先加速再匀速 (1)传送带较短时,滑块一直减速达到左端
情景 3
(2)传送带较长时,滑块还要被传送带传回右端。 若 v0>v,返回时速度为 v,若 v0<v,返回时速度 为 v0
第三章
牛顿运动定律
专题强化一 传送带模型
物体在传送带上运动的情形统称为传送带模型。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,因此对传送带问题做出 准确的动力学过程分析,是解决此类问题的关键。
2019高三专题突破11牛顿运动定律的应用之传送带模型Word版含解析
专题11 牛顿运动定律的应用之传送带模型1.模型特征(1)水平传送带模型(2)倾斜传送带模型2. 注意事项(1)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(2)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。
(3) 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。
【典例1】如图所示,传送带的水平部分长为L ,运动速率恒为v ,在其左端无初速放上木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左到右的运动时间可能是( )A.gv v L μ2+ B.v L C.gL μ2 D.v L 2 【答案】 ACD【典例2】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/s 2.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.【答案】 (1)4 s (2)2 s【解析】 (1)传送带顺时针转动时,物体相对传送带向下运动,则物体所受滑动摩擦力沿斜面向上,相对传送带向下匀加速运动,根据牛顿第二定律有mg (sin 37°-μcos 37°)=ma则a =g sin 37°-μg cos 37°=2 m/s 2,根据l =21at 2得t =4 s.度为a 2,则a 2=m mgsin 37°-μmgcos 37°=2 m/s 2x 2=l -x 1=11 m又因为x 2=vt 2+21a 2t 22,则有10t 2+t 22=11,解得:t 2=1 s(t 2=-11 s 舍去)所以t 总=t 1+t 2=2 s.【典例3】如图所示,与水平面成θ=30°的传送带正以v =3 m/s 的速度匀速运行,A 、B 两端相距l =13.5 m 。
5、高三复习专题五 牛顿运动定律应用(2)动力学之传送带问题
高三复习专题五牛顿运动定律应用(2)动力学之传送带模型1.求解传送带问题应注意以下几点(1)在确定研究对象并进行受力分析后,首先判定摩擦力突变(含大小和方向)点,给运动分段,而突变点一定发生在物体速度与传送带速度相同的时刻.物体在传送带上运动时的极值点也都发生在物体速度与传送带速度相同的时刻.v物与v传相同的时刻是运动分段的关键点,也是解题的突破口.(2)在倾斜传送带上需根据mg sin θ与F f的大小和方向,来确定物体的运动情况.(3)考虑传送带长度,判断物体与传送带共速之前是否滑出,物体与传送带共速以后是否一定与传送带保持相对静止.(4) 判断摩擦力的有无、方向是以传送带为参考系;计算摩擦力的功时,应用物体对地的位移;计算系统产生的内能时,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,应用物体对传送带的位移;应用运动学公式计算物体的相关物理量时,应以地面为参考系。
(5)注重用图像法解题2.两类情况(1)水平传送带模型: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v0。
一 水平传送带模型(一)对滑块可能的运动进行分析和计算:求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断。
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。
情景一、(1) 物体在传送带上将一直加速。
(v 带 ≥gL μ2)(2) 物体在传送带上将先加速,后匀速。
(v 带<gL μ2)情景二、(1)v 0>v 时,v 带≤gL V μ220-时,物体在传送带上将一直减速。
V 0> v 带>gL V μ220- 时,物体在传送带上将先减速后匀速。
(2)v 0<v 时,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。
情景三、(1)传送带较短时, 即V 0≥gL μ2时,物体将一直做减速运动从传送带的另一端离开传送带。
2023年高考小专题复习学案 专题16牛顿运动定律与传送带模型
专题16牛顿运动定律与传送带模型【知识梳理】一、传送带模型的分析流程二、解题关键1.理清物体与传送带间的相对运动方向及摩擦力方向是解决传送带问题的前提,摩擦力的方向沿两物体的接触面,与相对运动或相对运动趋势的方向。
2.传送带模型常常涉及临界问题,当物体与传送带达到时,会出现摩擦力突变的临界状态,对这一临界状态进行分析往往是解题的突破口。
三、传送带的类型1.水平传送带模型情景一:(1)当传送带较短时,可能一直。
(2)当传送带较短时,可能先后。
情景二:(1)v0>v时,可能一直,也可能先再。
(2)v0<v时,可能一直,也可能先再。
(3)v0=v时,做运动。
情景三:(1)传送带较短时,滑块可能一直到达左端。
(2)传送带较长时,滑块可能先,再,最后回到右端。
①其中v0>v返回时速度为;②当v0<v返回时速度为。
总结:分析传送带问题的步骤(1)初始时刻,根据v物、v带的关系,确定物体的受力情况,进而确定物体的运动情况;(2)根据临界条件v物=v带确定临界状态的情况,判断之后的运动形式;(3)运用相应规律,进行相关计算。
2.倾斜传送带模型情景一:①可能一直。
②可能先后。
情景二:①可能一直;②可能先后;③可能先以a1加速后再以a2加速;情景三:①可能一直加速;②可能一直匀速;③可能先加速后匀速;④可能先减速后匀速;⑤可能先以a1加速后再以a2加速;⑥可能一直减速。
情景四:①可能一直加速②可能一直匀速③可能先减速后反向加速④可能先减速,再反向加速,最后匀速④可能一直减速总结:当物体与传送带达到速度时,可以通过比较μ和tanθ的大小关系判断重力分力和最大静摩擦力的大小关系,从而判断共速后的运动mg sinθ=μmg cosθ←→μ=tanθmg sinθ>μmg cos θ←→μ﹤tanθmg sinθ﹤μmg cosθ←→ μ>tanθ【专题训练】一、单项选择题1.在机场和海港,常用输送带运送旅客的行李和货物,如图所示,甲为水平输送带,乙为倾斜输送带,当行李箱m随输送带一起匀速运动时,不计空气阻力,下列几种判断正确的是()A.甲情形中的行李箱受到向右的摩擦力B.甲情形中的行李箱受到向左的摩擦力C.乙情形中的行李箱受到沿输送带向上的静摩擦力D.乙情形中的行李箱受到沿输送带向下的滑动摩擦力2.如图所示,水平传送带静止不动,质量为1kg 的小物体,以4m/s 的速度滑上传送带的左端,最终以2m/s 的速度从传送带的右端离开传送带。
高中物理牛顿运动定律的应用 牛顿运动定律的应用之传送带模型
牛顿运动定律的应用-牛顿运动定律的应用之传送带模型一、模型特征vv≥0) 一个物体以速度在另一个匀速运动的物体上开始运动的力学系统可看做“传送带”模型,(00如图 (a)、(b)、(c) 所示。
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、注意事项1. 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2.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。
3. 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。
【名师点睛】1. 在确定研究对象并进行受力分析之后,首先判定摩擦力突变(含大小和方向)点,给运动分段。
传送带传送的物体所受的摩擦力,不论是其大小的突变,还是其方向的突变,都发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻。
物体在传送带上运动时的极值问题,不论是极大值,还是极小值,也都发生在物体速度vv相同的时刻是运动分段的关键点,也是解题的突破口。
与与传送带速度相等的时刻。
传物vv的大小与方向,对二者与(即相对运动方向和对地速度变化)的关键是2. 判定运动中的速度变化传物的比较是决定解题方向的关键。
mgFF的突变情况。
sin θ与的大小与方向,判断3. 在倾斜传送带上需比较ff 4. 考虑传送带长度——判定临界之前是否滑出;物体与传送带共速以后物体是否一定与传送带保持相对静止。
1四、传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题1. 水平传送带问题1情景(2)可能先加速后匀速vv时,可能一直减速,也可能先减速再匀速>(1) 02情景vv 时,可能一直加速,也可能先加速再匀速(2) <0(1)传送带较短时,滑块一直减速达到左端vv返>(2)传送带较长时,滑块还要被传送带传回右端。
3-4 牛顿运动定律的应用--皮带传送问题
N
f A
mg
v
B
t
2S a
2 16 4s 2
(2)传送带逆时针方向转动物体受力如图: 开始摩擦力方向向下,向下匀加速运动
a=g sin370 +μ g cos370 = 10m/s2
t1=v/a=1s S1=1/2 ×at2 =5m S2=11m
1秒后,速度达到10m/s,摩擦力方向变为向上
单选
[解析] 物体A与传送带相对静 止,倾角为θ 的传送带沿逆时针 方向以加速度a加速转动时,A有 沿斜面向下的加速度a,对A受力 分析可知,只有a<gsinθ ,A才 受沿传送带向上的静摩擦力作用, B正确.
例题3.如图所示水平传送装置由轮半径均为 R 1 / m 的主动轮O1和从动轮O2及传送带等构成。两轮轴心相 距L=8.0m,轮与传送带不打滑。现用此装置运送一袋 面粉,已知面粉袋与传送带间的动摩擦因数为μ=0.4, 这袋面粉中间的面粉可不断地从袋中渗出。 (1)当传送带以v0=4.0m/s的速度匀速运动时,将 这袋面粉由左端O2 正上方的A点轻放在传送带上后, 这袋面粉由A端运送到O1 正上方的B端所用时间为多 少? (2)要想尽快将这带面粉由A端送到B端(设初速 度仍为零),主动轮O1的转速至少应为多大? (3)由于面粉的渗漏,在运送这袋面粉的过程中 会在深色传送带上留下白色的面粉的痕迹。这袋面粉 在传送带上留下的痕迹最长能有多长 A B (设袋的初速度仍为零)? 此时主 O2 O1 动轮的转速应满足何种条件?
当小物块的速度加速到 12 m/s 时, mgsin θ=μmgcos θ, 因 小物 块受到的摩擦力由原来的滑动摩擦力突变为静摩擦力,而且此 时刚好为最大静摩擦力,小物块此后随皮带一起做匀速运动.
牛顿运动定律的综合应用传送带模型问题
模型之一:如图所示,水平放置的长为L的传 送带以速度v顺时针匀速转动。现在一个初速 度为v0的木块从传送带的左端滑上传送带,木 块与传送带之间的滑动摩擦系数为μ,则木块 在传送带上可能出现什么样的运动情景?
v0 A
v
B
思考并回答:在上题中,若增大传送带的速 度,则木块从左端运动到右端所用的时间如 何变化?最短时间是多少?此时传送带的速 度应满足什么条件?
例题1.如图所示,水平传送带A. B两端相距s=4m,以 v0=4m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转,今将一小 煤块(可视为质点)无初速度地轻放至A端,由于煤块与 传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕。已 知煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,取重力加速 度大小g=10m/s2,则煤块从A运动到B的过程中( ) A. 煤块从A运动到B的时间是2.25 s B. 煤块从A运动到B的时间是1.5 s C. 划痕长度是0.5 m D. 划痕长度是2 m
模型之二:如图所示,水平放置的长为L的传送
带以速度v逆时针匀速转动。现在一个初速度为
v0的木块从传送带的左端滑上传送带,木块与 传送带之间的滑动摩擦系数为μ,则木块在传
送带上可能出现什么样的运动情景? v0
A
v
例题2.如图(甲)所示,水平传送带以恒定速率运行,
某时刻(t=0)小物块从与传送带等高的光滑平台A处滑 上传送带,小物块在传送带上运动的v-t图象(以地面为 参考系)如图(乙),则( ) A.传送带的速率为v2 B.2.0s时物块所受摩擦力为0 C.物块在1.0s、2.5s时所受的摩擦力相同 D.t=2.0s时物块相对传送带静止
小结: 1、关键:对木块所受摩擦力的分析和判断
(传送带对木块运动的影响就是通过对木块的摩 擦力实现的)
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高三备考专题牛顿运动定律的应用之传送带模型Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】【高三一轮教学案】牛顿运动定律应用--传送带模型2017.10.1一、模型特征一个物体以速度v0(v0≥0)在另一个匀速运动的物体上开始运动的力学系统可看做“传送带”模型,如图 (a)、(b)、(c) 所示。
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、注意事项1. 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2.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。
3. 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。
【名师点睛】1. 在确定研究对象并进行受力分析之后,首先判定摩擦力突变(含大小和方向)点,给运动分段。
传送带传送的物体所受的摩擦力,不论是其大小的突变,还是其方向的突变,都发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻。
物体在传送带上运动时的极值问题,不论是极大值,还是极小值,也都发生在物体速度与传送带速度相等的时刻。
v物与v传相同的时刻是运动分段的关键点,也是解题的突破口。
2. 判定运动中的速度变化(即相对运动方向和对地速度变化)的关键是v物与v传的大小与方向,对二者的比较是决定解题方向的关键。
3.在倾斜传送带上需比较mg sin θ与F f的大小与方向,判断F f的突变情况。
4. 考虑传送带长度——判定临界之前是否滑出;物体与传送带共速以后物体是否一定与传送带保持相对静止。
四、传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题1. 水平传送带问题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)v0<v时,可能一直加速,也可能先加速再匀速情景3(1)传送带较短时,滑块一直减速达到左端(2)传送带较长时,滑块还要被传送带传回右端。
其中v0>v 返回时速度为v,当v0<v返回时速度为v0求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断。
判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度,也就是分析物体在运动位移x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等。
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。
【典例1】如图所示,水平传送带两端相距x=8 m,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.6,工件滑上A端时速度v A=10 m/s,设工件到达B端时的速度为v B。
(取g=10 m/s2)(1) 若传送带静止不动,求v B;(2) 若传送带顺时针转动,工件还能到达B端吗?若不能,说明理由;若能,求到达B点的速度v B;(3) 若传送带以v=13 m/s逆时针匀速转动,求v B及工件由A到B所用的时间。
【典例2】如图所示,水平传送带A、B两端相距s=3.5 m,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,物体滑上传送带A端的瞬时速度v A=4 m/s,到达B端的瞬时速度设为v B.下列说法中正确的是( )A. 若传送带不动,v B=3 m/sB. 若传送带逆时针匀速转动,v B一定等于 3 m/sC. 若传送带顺时针匀速转动,v B一定等于 3 m/sD. 若传送带顺时针匀速转动,有可能等于 3 m/s2. 倾斜传送带问题: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)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能先以a1加速后以a2加速情景3(1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先加速后匀速(4)可能先减速后匀速(5)可能先以a1加速后以a2加速(6)可能一直减速情景4(1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先减速后反向加速(4)可能一直减速求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况,从而确定其是否受到滑动摩擦力作用。
如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向,然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况。
当物体速度与传送带速度相等时,物体所受的摩擦力有可能发生突变。
【典例3】如图所示,为传送带传输装置示意图的一部分,传送带与水平地面的倾角θ=37°,A、B两端相距5.0 m,质量为M=10 kg的物体以v0=6.0 m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带,物体与传送带间的动摩擦因数处处相同,均为0.5.传送带顺时针运转的速度v=4.0 m/s,(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)物体从A点到达B点所需的时间;(2)若传送带顺时针运转的速度可以调节,物体从A点到达B点的最短时间是多少?【典例4】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。
3. 组合类的传送带【典例5】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 与传送带间的动摩擦因数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/s 2)针对训练一、水平放置运行的传送带1. 如图所示,物体A 从滑槽某一高度滑下后又滑上粗糙的水平传送带,传送带静止不动时,A 滑至传送带最右端的速度为v 1,需时间t 1,若传送带逆时针转动,A 滑至传送带最右端的速度为v 2,需时间t 2,则( )A. 1212,v v t t ><B. 1212,v v t t <<C. 1212,v v t t >>D. 1212,v v t t ==2. 如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v 1沿顺时针方向转动,传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面,一物体以恒定速度v 2沿直线向左滑向传送带后,经过一段时间又反回光滑水平面,速率为v 2′,则下列说法正确的是:( )A. 只有v 1= v 2时,才有v 2′= v 1 B. 若v 1 >v 2时, 则v 2′= v 2C. 若v 1 <v 2时, 则v 2′= v 1 D. 不管v 2多大,v 2′= v 2.3. 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4. 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v 1、v 2 的速度做逆时针转动时(v 1<v 2),绳中的拉力分别为F 1、F 2;若剪断细绳,物体到达左端的时间分别为t 1、t 2,则下列说法正确的是( )A. F 1<F 2B. F 1=F 2C. t 1一定大于t 2D. t 1可能等于t 25. 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 /s 2。
(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。
6. 如图甲所示,水平传送带的长度L =5m ,皮带轮的半径R =0.1m ,皮带轮以角速度ω顺时针匀速转动。
现有一小物体(视为质点)以水平速度v 0从A 点滑上传送带,越过B 点后做平抛运动,其水平位移为S 。
保持物体的初速度v 0不变,多次改变皮带轮的角速度ω,依次测量水平位移S ,得到如图乙所示的S —ω图像。
回答下列问题:(1)当010ω<<rad /s 时,物体在A 、B 之间做什么运动? (2)B 端距地面的高度h 为多大? (3)物块的初速度v 0多大?二、倾斜放置运行的传送带7. 如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v 0逆时针匀速转动。
在传送带的上端轻轻放置一个质量为m 的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tan θ,则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是( )8. 如图所示为某工厂的货物传送装置,倾斜运输带AB ( 与水平面成α=37°角 ) 与一斜面BC (与水平面成θ=30°角) 平滑连接,B 点到C 点的距离为L =0.6 m ,运输带运行速度恒为v 0=5 m/s ,A 点到B 点的距离为x =4.5 m ,现将一质量为m =0.4 kg 的小物体轻轻放于A 点,物体恰好能到达最高点C 点,已知物体与斜面间的动摩擦因数μ1= 36,求:( g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,空气阻力不计)(1) 小物体运动到B 点时的速度v 的大小; (2) 小物体与运输带间的动摩擦因数μ; (3) 小物体从A 点运动到C 点所经历的时间t .图乙/radS /m31图甲v 0三、组合类的传送带9. 如图所示为一货物传送货物的传送带abc . 传送带的ab 部分与水平面夹角α=37°,bc 部分与水平面夹角β=53°,ab 部分长度为4.7m ,bc 部分长度为3.5m. 一个质量为m =1kg 的小物体A (可视为质点)与传送带的动摩擦因数μ=0.8. 传送带沿顺时针方向以速率v =1m/s 匀速转动. 若把物体A 轻放到a 处,它将被传送带送到c 处,此过程中物体A 不会脱离传送带.(sin37°=0.6,sin53°=0.8,g =10m/s 2)求:物体A 从a 处被传送到b 处所用的时间;10. 右图为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A ,B 两端相距3m ,另一台倾斜,传送带与地面的倾角,C, D 两端相距4. 45 m ,B, C 相距很近。