专题：传送带模型 牛顿运动定律的应用 课件 （25张ppt）
文档属性
| 名称 | 专题：传送带模型 牛顿运动定律的应用 课件 （25张ppt） |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 747.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-28 00:00:00 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
专 题 传送带模型
1．特点：传送带运输是利用货物和传送带之间的摩擦力将货物运送到别的地方去。它涉及摩擦力的判断、运动状态的分析和运动学知识的运用
2．解题思路：
(1)判断摩擦力突变点(含大小和方向)，给运动分段；
(2)物体运动速度与传送带运行速度相同，是突破口；
(3)考虑物体与传送带共速之前是否滑出.
牛顿运动定律的应用-----传送带模型
3.传送带的基本类型
传送带运输是利用货物和传送带之间的摩擦力将货物运送到其他地方，有水平传送带和倾斜传送带两种基本模型.
4.传送带模型分析流程
水平传送带模型
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(3)v0=v时，匀速直线运动
情景3 (1)传送带较短时，滑块一直减速到达左端
(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例1 如图1所示，传送带保持以1 m/s的速度顺时针转动.现将一定质量的煤块从离传送带左端很近的A点轻轻地放上去，设煤块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，A、B间的距离L＝2.5 m，g取10 m/s2，求：
(1)煤块从A点运动到B点所经历的时间；
图1
答案 3 s
一、水平传送带模型
在剩余位移x2＝L－x1＝2.5 m－0.5 m＝2 m中，
因为煤块与传送带间无摩擦力，所以煤块以1 m/s的速度随传送带做匀速运动，
因此煤块从A点运动到B点所经历的时间t＝t1＋t2＝3 s
(2)煤块在传送带上留下痕迹的长度.
解析 煤块在传送带上留下的痕迹为二者的相对位移，发生在二者相对运动的过程
在前1 s时间内，传送带的位移
x1′＝vt1＝1 m
煤块相对地面运动的位移
答案 0.5 m
故煤块相对传送带的位移Δx＝x1′－x2′＝0.5 m.
例2、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的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v t图像(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1，则( )
A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大
B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D．0～t2时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
√
√
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
例3、如图所示，水平传送带A、B两端相距s=3.5m，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1。工件滑上A端瞬时速度vA=4 m/s，达到B端的瞬时速度设为vB，则( )
A．若传送带不动，则vB=3 m/s
√
B．若传送带以速度v=4 m/s逆时针匀速转动，vB=3 m/s
C．若传送带以速度v=2 m/s顺时针匀速转动，vB=3 m/s
D．若传送带以速度v=4 m/s顺时针匀速转动，vB=3 m/s
√
√
倾斜传送带模型
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加速后再以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加速后再以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)可能先减速，再反向加速，最后匀速
(5)可能一直减速
例4 某飞机场利用如图3所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上，传送带与地面的夹角θ＝30°，传送带两端A、B的距离L＝10 m，传送带以v＝5 m/s的恒定速度匀速向上运动.在传送带底端A轻放上一质量m＝5 kg的货物(可视为质点)，货物与传送带间的动摩擦因数μ＝ .求货物从A端运送到B端所需的时间.(g取10 m/s2)
答案 3 s
图3
二、倾斜传送带模型
解析 以货物为研究对象，由牛顿第二定律得
μmgcos 30°－mgsin 30°＝ma
解得a＝2.5 m/s2
货物匀加速运动时间
货物匀加速运动位移
然后货物做匀速运动，运动位移
x2＝L－x1＝5 m
匀速运动时间
货物从A端运送到B端所需的时间
t＝t1＋t2＝3 s.
例4 如图4所示，倾角为37°，长为l＝16 m的传送带，转动速度为v＝10 m/s.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.已知物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.求：
答案 4 s
图4
(1)传送带顺时针转动时，物体从顶端A滑到底端B的时间；
解析 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方向沿传送带向上，物体沿传送带向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律有：
mg(sin 37°－μcos 37°)＝ma
则a＝gsin 37°－μgcos 37°＝2 m/s2，
(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 2 s
解析 传送带逆时针转动，当物体下滑速度小于传送带转动速度时，物体相对传送带向上运动，则物体所受滑动摩擦力方向沿传送带向下，设物体的加速度为a1，由牛顿第二定律得，
mgsin 37°＋μmgcos 37°＝ma1
则有a1＝10 m/s2
设当物体运动速度等于传送带速度时经历的时间为t1，
位移为x1，则有
当物体运动速度等于传送带速度的瞬间，因为mgsin 37°＞μmgcos 37°，则此后物体相对传送带向下运动，受到传送带向上的滑动摩擦力——摩擦力发生突变.
设当物体下滑速度大于传送带转动速度时物体的加速度为a2，
x2＝l－x1＝11 m
解得：t2＝1 s(t2＝－11 s舍去)
所以t总＝t1＋t2＝2 s.
作业：
1、完成：活页
2、预习：导学案章末总结（
专 题 传送带模型
1．特点：传送带运输是利用货物和传送带之间的摩擦力将货物运送到别的地方去。它涉及摩擦力的判断、运动状态的分析和运动学知识的运用
2．解题思路：
(1)判断摩擦力突变点(含大小和方向)，给运动分段；
(2)物体运动速度与传送带运行速度相同，是突破口；
(3)考虑物体与传送带共速之前是否滑出.
牛顿运动定律的应用-----传送带模型
3.传送带的基本类型
传送带运输是利用货物和传送带之间的摩擦力将货物运送到其他地方，有水平传送带和倾斜传送带两种基本模型.
4.传送带模型分析流程
水平传送带模型
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
情景3 (1)传送带较短时，滑块一直减速到达左端
(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
(1)煤块从A点运动到B点所经历的时间；
图1
答案 3 s
一、水平传送带模型
在剩余位移x2＝L－x1＝2.5 m－0.5 m＝2 m中，
因为煤块与传送带间无摩擦力，所以煤块以1 m/s的速度随传送带做匀速运动，
因此煤块从A点运动到B点所经历的时间t＝t1＋t2＝3 s
(2)煤块在传送带上留下痕迹的长度.
解析 煤块在传送带上留下的痕迹为二者的相对位移，发生在二者相对运动的过程
在前1 s时间内，传送带的位移
x1′＝vt1＝1 m
煤块相对地面运动的位移
答案 0.5 m
故煤块相对传送带的位移Δx＝x1′－x2′＝0.5 m.
例2、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的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v t图像(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1，则( )
A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大
B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D．0～t2时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
√
√
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
例3、如图所示，水平传送带A、B两端相距s=3.5m，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1。工件滑上A端瞬时速度vA=4 m/s，达到B端的瞬时速度设为vB，则( )
A．若传送带不动，则vB=3 m/s
√
B．若传送带以速度v=4 m/s逆时针匀速转动，vB=3 m/s
C．若传送带以速度v=2 m/s顺时针匀速转动，vB=3 m/s
D．若传送带以速度v=4 m/s顺时针匀速转动，vB=3 m/s
√
√
倾斜传送带模型
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加速后再以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加速后再以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)可能先减速，再反向加速，最后匀速
(5)可能一直减速
例4 某飞机场利用如图3所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上，传送带与地面的夹角θ＝30°，传送带两端A、B的距离L＝10 m，传送带以v＝5 m/s的恒定速度匀速向上运动.在传送带底端A轻放上一质量m＝5 kg的货物(可视为质点)，货物与传送带间的动摩擦因数μ＝ .求货物从A端运送到B端所需的时间.(g取10 m/s2)
答案 3 s
图3
二、倾斜传送带模型
解析 以货物为研究对象，由牛顿第二定律得
μmgcos 30°－mgsin 30°＝ma
解得a＝2.5 m/s2
货物匀加速运动时间
货物匀加速运动位移
然后货物做匀速运动，运动位移
x2＝L－x1＝5 m
匀速运动时间
货物从A端运送到B端所需的时间
t＝t1＋t2＝3 s.
例4 如图4所示，倾角为37°，长为l＝16 m的传送带，转动速度为v＝10 m/s.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.已知物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.求：
答案 4 s
图4
(1)传送带顺时针转动时，物体从顶端A滑到底端B的时间；
解析 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方向沿传送带向上，物体沿传送带向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律有：
mg(sin 37°－μcos 37°)＝ma
则a＝gsin 37°－μgcos 37°＝2 m/s2，
(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 2 s
解析 传送带逆时针转动，当物体下滑速度小于传送带转动速度时，物体相对传送带向上运动，则物体所受滑动摩擦力方向沿传送带向下，设物体的加速度为a1，由牛顿第二定律得，
mgsin 37°＋μmgcos 37°＝ma1
则有a1＝10 m/s2
设当物体运动速度等于传送带速度时经历的时间为t1，
位移为x1，则有
当物体运动速度等于传送带速度的瞬间，因为mgsin 37°＞μmgcos 37°，则此后物体相对传送带向下运动，受到传送带向上的滑动摩擦力——摩擦力发生突变.
设当物体下滑速度大于传送带转动速度时物体的加速度为a2，
x2＝l－x1＝11 m
解得：t2＝1 s(t2＝－11 s舍去)
所以t总＝t1＋t2＝2 s.
作业：
1、完成：活页
2、预习：导学案章末总结（