2020版高考物理一轮复习第三章专题三动力学中的“传送带、板块”模型教案新人教版.pdf
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1、专题三动力学中的“传送带、板块”模型 突破 1 传送带模型 考向 1 水平传送带模型 情景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)v0v时,一直匀速 (2)v0v时,可能一直减速, 也可能先减速再 匀速 (3)v0v时,返回时速度为v, 当v0v带,则传送带对物块的摩擦力为滑动摩擦 力且为阻力 (2) 若传送带逆时针转动,传送带对物块的摩擦力为滑动摩擦力且为阻力 【解析】若传送带不动,由匀变速运动规律可知v 2 Bv 2 A 2as,ag,代入数据 解得vB3 m/s ,当满足选项B、C、D中的条件时,工件所受滑动摩擦力跟传送带不动时一
2、 样,还是向左, 加速度还是g,所以工件到达B端时的瞬时速度仍为3 m/s,故选项 A、B、 C正确, D错误 【答案】ABC 分析传送带问题的关键是判断摩擦力的方向. 要注意抓住两个关键时刻:一是初始时刻, 根据物块相对传送带的运动方向确定摩擦力的方向,根据受力分析确定物块的运动;二是当 物块的速度与传送带速度相等时,判断物块能否与传送带保持相对静止. 另外注意考虑传送 带长度判定达到共同速度临界点 之前物块是否脱离传送带. 1 如图所示,足够长的水平传送带静止时在左侧某处画下标记点P, 将工件放在P点 启 动传送带,使其向右做匀加速运动,工件相对传送带发生滑动经过t12s 立即控制传送 带
3、,使其做匀减速运动,再经过t23s 传送带停止运行, 测得标记点P通过的距离x015 m. (1) 求传送带的最大速度; (2) 已知工件与传送带间的动摩擦因数0.2 ,重力加速度g取 10 m/s 2,最大静摩擦 力等于滑动摩擦力,求整个过程中工件运动的总距离 解析: (1) 设传送带的最大速度为vm. 根据匀变速直线运动规律,有x0x1x2 vm 2 (t1 t2) 解得vm 6 m/s (2) 以工件为研究对象,由牛顿第二定律,有mgma2 解得a2g2 m/s 2 设经时间t工件与传送带速度相等,有va2t vvma1(tt1) 传送带减速运动中的加速度a1 0vm t2 2 m/s
4、2 解得t2.5 s ,v 5 m/s t2.5 s内工件的位移x1 v 2 t6.25 m 工件与传送带速度相等后,假设二者相对静止,则工件受到的合外力大小F合m|a1| m2 m/s 2 工件与传送带之间的最大静摩擦力fmmgm2 m/s 2 因为F合fm,所以二者一起减速运动到静止 减速过程工件的位移x2 v 2( t1t2t) 6.25 m 故工件的总位移xx1x212.5 m 答案: (1)6 m/s (2)12.5 m 考向 2 倾斜传送带模型 情景图示滑块可能的运动情况 情景 1 (1) 可能从左端滑下 (2) 可能静止 (3) 可能一直加速 (4) 可能先加速后匀速 情景 2
5、(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 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 (2019保定模拟)( 多选 ) 如图甲所示, 足够长的传送带与水平面 夹角为 ,在传送带上某位置轻轻放置一小木块,小木块与传送带间动摩擦因数为,小 木块速度随时间变化关系如图乙所示,v0、t0已知,则 ( ) A传送带一定逆时针转动 B tan v0 gt0cos C传送带的速度大于
6、v0 Dt0后木块的加速度为2gsin v0 t0 【解析】若传送带顺时针转动,当木块下滑时(mgsin mgcos) ,将一直匀加速 到底端;当滑块上滑时(mgsin tan ,则突 变为静摩擦力 2有一条沿顺时针方向匀速转动的传送带,恒定速度v 4 m/s,传送带与水平面的夹 角 37,现将质量m1 kg 的小物块轻放在其底端( 小物块可视作质点) ,与此同时, 给小物块沿传送带方向向上的恒力F 8 N, 经过一段时间, 小物块上到了离地面高为h2.4 m的平台上已知物块与传送带之间的动摩擦因数0.5(g取 10 m/s 2,sin37 0.6 , cos37 0.8) 问: (1) 物块
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