高考物理-传送带中的动力学问题ppt课件
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.
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
a1=gsinθ+μgcosθ=10m/s2
FN
下滑1s时间后速度达到10m/s,发生位移x1 =½ a1t12
f
=5m.
FN f
mg
mg
小物体速度达10m/s后,由于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。
加速至10m/s位移为
x1=v2/2a=20m，接着做匀速运动 ，因此物体先做匀加速直线运
f’
Байду номын сангаасFN
动，再做匀速直线运动。
f
FN
mg 37° mg
(2)物体从A到B的时间为多少
v/ms-1
?(g=10m/s2)
4
匀加速运动的时间t1= v/a=10s
a
匀速运动的时间t2=(L-x1)/v=1.25s
(g=10m/s2)
.
解：物体做匀加速运动过程中，
由牛受顿力第分二析定的律关键是摩擦力的分析。
μm对g 于co倾s3斜7°传-送mg带s一in般37需°要=m结a合mgsinθ , μmgcosθ的大小关 ① 系进行分析。（比较μ 与tanθ）
得a说=0明.4:m物/s体2 和传送带②等速时刻是摩擦力的大小、方向变化的临 界点、物体运动性质变化的临界点。
牛顿运动定律应用——
传送带问题
传送带中的动力学问题
知识点回顾：
1、静摩擦力的方向如何确定？ 2、滑动摩擦力的方向如何确定？ 3、写出匀变速直线运动的运动学 公式？ 4、牛顿第二定律的内容？ 5、动摩擦因数μ与斜面的角度的 正切值对物体的运动有什么影响？
.
1．传送带问题分类 按放置分: 水平、倾斜
④
（2） 解析：设行李做匀加速运动的时间为t1， mg
行李加速运动的末速度为v＝1m/s。
则：v＝at1
⑤
代入数值，得： t1＝1s
⑥
匀加速运动的位移为x1=½ a1t12=0.5m
接着做匀速运动的位移x2=L-x1=1.5m
匀速运动的时间t2= x2/v=1.5s
v/ms-1
1 a
0
1
所以，从A运动到B的时间t=t1+t2=2.5s .
所以物体从A到B的时间为
0
10
t/s
t=t1+t2=11.25s
.
一、受力分析：
小结
传送带模型中要注意摩擦力的突变（发生在V物与V传相同的时刻） 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.注意参考系的选择，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？
力的种类及其规律,画出受力图，然后分析出 物体受的合外力和加速度大小和方向，结合物
体的初速度确定物体的运动性质。
.
（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；
解析：行李受的滑动摩擦力f＝μmg ①
代入数值，得f＝4N
②
FN
FN
由牛顿第二定律得f＝ma
③
v f
v
代入数值，得a＝μg=1m/s2
.
传送带问题解题策略 （1）参考系的正确选择是解题的 关键。
运动分析中根据合外力和初速度明确 物体的运动性质是以地面为参考系的，根 据运动学公式计算时，公式中的运动学量
v、a、s都是以地为参考系的。
.
传送带问题解题策略 （2）受力分析和运动分析是解题
的基础。
首先根据初始条件比较 物体对地的速度
v物与v传的大小与方向，明确物体受到的摩擦
三、画图:
1.受力分析图；
2.画运动草图；
3.v-t图。
.
度为16m，传送带以v0=10m/s的速度沿逆时针方向 转动，在传送带上端A处无初速度地放置一个质量 为0.5kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为 μ=0.5，试分析物体从A端运动到B端的运动性质, 并求出加速度.
(1)μ<tanθ 物体继续做加速运动 (2)μ≥tanθ 物体与传送带一起匀速运动
加速度a2=gsinθ-ugcosθ=2m/s2 再下滑余下的11m位移 S=v0t+½ a2t22 得：t2=1s 总用时t=t1+t2=2s.
(1)μ<tanθ 物体继续做加速运动
.
(2)μ≥tanθ 物体与传送带一起匀速运动
练习
水平的浅色长传送带上放置一质量为0.5kg的煤块 。煤块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2。初始 时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定 的加速度a0=3m/s2开始运动，其速度达到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/s2。
(1)请你从物理学角度简要说明黑色痕迹形成的原
因，并求此过程中煤块所受滑动摩擦力的大小．
(2)求：黑色痕迹的长度．
m A
B θ
按传送带的转动方向分：顺时针、 逆时针
.
2、难点分析
⑴力的问题 物体与传送带之间的相互作用力
⑵运动的问题 物体相对地面、相对传送带的运动情况
.
【例1】水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行了安全检 查。右图为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB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/s2 。 （1）求行李刚开始运动时所受的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的时间？从A运动到B的时间？ （3）物体相对传送带运动的距离？相对运动的距离和匀加速运动的距离有关系吗？ （4）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。 （5）如果行李以v＝2m/s的速率滑上传送带，行李会怎样运动？ （6）你还能提出哪些问题？
mg
t/s
【例2】如图所示，传送带与水平面的夹角为θ=37°，其 以4m/s的速度向上运行，在传送带的底端A处无初速度地 放一个质量为0.5kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数 μ=0.8，AB间(B为顶端)长度为25 m．试回答下列问题： (1)说明物体的运动性质(相对地面)？为什么？
(2)物体从A到B的加速时间为多少?总时间为多少？
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
a1=gsinθ+μgcosθ=10m/s2
FN
下滑1s时间后速度达到10m/s,发生位移x1 =½ a1t12
f
=5m.
FN f
mg
mg
小物体速度达10m/s后,由于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。
加速至10m/s位移为
x1=v2/2a=20m，接着做匀速运动 ，因此物体先做匀加速直线运
f’
Байду номын сангаасFN
动，再做匀速直线运动。
f
FN
mg 37° mg
(2)物体从A到B的时间为多少
v/ms-1
?(g=10m/s2)
4
匀加速运动的时间t1= v/a=10s
a
匀速运动的时间t2=(L-x1)/v=1.25s
(g=10m/s2)
.
解：物体做匀加速运动过程中，
由牛受顿力第分二析定的律关键是摩擦力的分析。
μm对g 于co倾s3斜7°传-送mg带s一in般37需°要=m结a合mgsinθ , μmgcosθ的大小关 ① 系进行分析。（比较μ 与tanθ）
得a说=0明.4:m物/s体2 和传送带②等速时刻是摩擦力的大小、方向变化的临 界点、物体运动性质变化的临界点。
牛顿运动定律应用——
传送带问题
传送带中的动力学问题
知识点回顾：
1、静摩擦力的方向如何确定？ 2、滑动摩擦力的方向如何确定？ 3、写出匀变速直线运动的运动学 公式？ 4、牛顿第二定律的内容？ 5、动摩擦因数μ与斜面的角度的 正切值对物体的运动有什么影响？
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1．传送带问题分类 按放置分: 水平、倾斜
④
（2） 解析：设行李做匀加速运动的时间为t1， mg
行李加速运动的末速度为v＝1m/s。
则：v＝at1
⑤
代入数值，得： t1＝1s
⑥
匀加速运动的位移为x1=½ a1t12=0.5m
接着做匀速运动的位移x2=L-x1=1.5m
匀速运动的时间t2= x2/v=1.5s
v/ms-1
1 a
0
1
所以，从A运动到B的时间t=t1+t2=2.5s .
所以物体从A到B的时间为
0
10
t/s
t=t1+t2=11.25s
.
一、受力分析：
小结
传送带模型中要注意摩擦力的突变（发生在V物与V传相同的时刻） 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.注意参考系的选择，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？
力的种类及其规律,画出受力图，然后分析出 物体受的合外力和加速度大小和方向，结合物
体的初速度确定物体的运动性质。
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（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；
解析：行李受的滑动摩擦力f＝μmg ①
代入数值，得f＝4N
②
FN
FN
由牛顿第二定律得f＝ma
③
v f
v
代入数值，得a＝μg=1m/s2
.
传送带问题解题策略 （1）参考系的正确选择是解题的 关键。
运动分析中根据合外力和初速度明确 物体的运动性质是以地面为参考系的，根 据运动学公式计算时，公式中的运动学量
v、a、s都是以地为参考系的。
.
传送带问题解题策略 （2）受力分析和运动分析是解题
的基础。
首先根据初始条件比较 物体对地的速度
v物与v传的大小与方向，明确物体受到的摩擦
三、画图:
1.受力分析图；
2.画运动草图；
3.v-t图。
.
度为16m，传送带以v0=10m/s的速度沿逆时针方向 转动，在传送带上端A处无初速度地放置一个质量 为0.5kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为 μ=0.5，试分析物体从A端运动到B端的运动性质, 并求出加速度.
(1)μ<tanθ 物体继续做加速运动 (2)μ≥tanθ 物体与传送带一起匀速运动
加速度a2=gsinθ-ugcosθ=2m/s2 再下滑余下的11m位移 S=v0t+½ a2t22 得：t2=1s 总用时t=t1+t2=2s.
(1)μ<tanθ 物体继续做加速运动
.
(2)μ≥tanθ 物体与传送带一起匀速运动
练习
水平的浅色长传送带上放置一质量为0.5kg的煤块 。煤块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2。初始 时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定 的加速度a0=3m/s2开始运动，其速度达到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/s2。
(1)请你从物理学角度简要说明黑色痕迹形成的原
因，并求此过程中煤块所受滑动摩擦力的大小．
(2)求：黑色痕迹的长度．
m A
B θ
按传送带的转动方向分：顺时针、 逆时针
.
2、难点分析
⑴力的问题 物体与传送带之间的相互作用力
⑵运动的问题 物体相对地面、相对传送带的运动情况
.
【例1】水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行了安全检 查。右图为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB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/s2 。 （1）求行李刚开始运动时所受的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的时间？从A运动到B的时间？ （3）物体相对传送带运动的距离？相对运动的距离和匀加速运动的距离有关系吗？ （4）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。 （5）如果行李以v＝2m/s的速率滑上传送带，行李会怎样运动？ （6）你还能提出哪些问题？
mg
t/s
【例2】如图所示，传送带与水平面的夹角为θ=37°，其 以4m/s的速度向上运行，在传送带的底端A处无初速度地 放一个质量为0.5kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数 μ=0.8，AB间(B为顶端)长度为25 m．试回答下列问题： (1)说明物体的运动性质(相对地面)？为什么？
(2)物体从A到B的加速时间为多少?总时间为多少？