沪科版 必修2 功能关系-----传送带模型 课件：16张PPT

(共16张PPT)
功能关系—传送带模型的构建
高考动向：
我们研究过运动学的问题，也研究过功与能的有关问题，这两类问题在高考中都很难绕过一个基本模型——传送带。近几年有关传送带考题也是频频出现。传送带问题的考查一般从两个层面上展开，一是受力和运动分析，二是功能分析。今天我们主要研究第二类问题。
问题情境
如图所示，传送带随轮以恒定的速率
顺时针转动（
），物体从左端以速度
滑上传送带，从传送带左端运动到右端。试分析下列问题：
情况
答案
问题
是否受到摩擦力作用
物体将会在传送带上怎样运动
探究1：一水平传送带两轮之间距离为10m，以
V1=4m/s的速度做匀速运动。已知某质量为1kg小物体与传送带间的动摩擦因数为0.1，将该小物体轻轻的无初速放在传送带的左端，设传送带速率不受影响，求物体从左端运动到右端的过程中(g取10m/s2):
(1)传送带对物体做的功Wf；
(2)系统产生的内能Q；
(3)物体对传送带做的功WF。
合作探究，小组交流
1
合作探究，小组交流
探究1：
4
物体加速度度a=umg/m=1m/s2
速度达到4m/s需时间t=v/t=4s
此过程中
物体的位移s1=8m
物体和传送带的相对位移?s=8m
传送带的位移s2=16m
Wf=umgs1=8J
Q=umg?s=8J
WF=-umgs2=-16J
作出物体和传送带的v-t图像
思考？
从能量转化的角度思考，看是谁拿出能量给了谁？给了多少？能不能用简单的示意图表示出来。
探究2：如图5－4－5所示，一质量为1kg的滑块从高为0.2m的光滑圆弧形槽的顶端A处无初速度地滑下，槽的底端B与水平传送带相接，传送带的运行速度恒为4m/s，两轮轴心间距为l=8m，滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1；求物体从左端运动到右端的过程中(g取10m/s2)：
(1)滑块到达底端B时的速度大小；
(2)传送带对物体做的功Wf；
(3)系统产生的内能Q；
(4)物体对传送带做的功WF。
合作探究，小组交流
2
探究2：
请画出能量转化示意图
合作探究，小组交流
3
探究3：如图所示，一足够长的绷紧的传送带与水平面的夹角
，传送带在电动机的带动下，始终保持
的速率运行，现把一质量为m=10kg
的工件（可看做质点）轻轻放在传送带的底端，工作和传送带之间
，取
，求：
（1）经1.9s
的时间，工件被传送的高度；
（2）在1.9s内产生的热量
；
（3）在这1.9s内，电动机由于传送工件多消耗的电能。
探究3：
请画出能量转化示意图
思维小结：
传送带问题中的功能分析
(a)传送带做的功：Wf=f?S物=△EK（传送带水平）
（b）物体对传送带做的功：WF=-f?S带
（c）产生的内能：Q=f?S相对
（d）如物体无初速，放在水平传送带上，先加速后匀速，则在整个加速过程中物体获得的动能EK，因为摩擦而产生的热量Q有如下关系：
功能关系:
WF=△EK+△EP+Q（有多种不同形式，注意正负号）
1、如图所示，竖直平面内四分之一圆弧轨道AP和水平传送带PC相切于P点，圆弧轨道的圆心为O，半径为R=2
m。小孟同学让一质量为m=1
kg的小物块从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑，再滑上传送带PC，传送带以速度v=4
m/s沿逆时针方向的转动。小物块与传送带间的动摩擦因数为
，滑块第一次滑到传送带上离P点2.5
m处速度为零，不计物体经过圆弧轨道与传送带连接处P时的机械能损失，重力加速度为g=10
m/s2。则
A．滑块从A开始下滑到P点过程机械能守恒
B．滑块再次回到P点时对圆弧轨道P点的压力大小为18
N
C．滑块第一次在传送带上运动由于摩擦产生的热量为31.5
J
D．滑块第一次在传送带上运动而使电动机额外多做的功为36
J
三、巩固训练，自我检测
BD
三、巩固训练，自我检测
2、如图所示，传送带以恒定速率顺时针运行。将物体轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速，第二阶段物体做匀速运动到达传送带顶端。下列说法中正确的是
A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功
B．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加
C．全过程摩擦力对物体做的功等于全过程物体机械能的增加
D．第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体动能的增加
C
三、巩固训练，自我检测
3、如图所示，白色传送带与水平面夹角为37°，以10
m/s的恒定速率沿顺时针方向转动。在传送带上端A处无初速度地轻放一个质量为1
kg的小煤块(可视为质点)，它与传送带间的动摩擦因数为0.5。已知传送带上端A到下端B的距离为16
m，sin
37°=0.6，cos
37°=0.8，重力加速度g=10
m/s2。则在小煤块从A运动到B的过程中
A．运动的时间为2
s
B．小煤块在白色传送带上留下的黑色印记长度为6
m
C．小煤块和传送带间因摩擦产生的热量为24
J
D．小煤块对传送带做的总功为0
ACD
4、如图所示，传送带与地面的倾角为37°，以10m/s的速率逆时针转动，在传送带上方轻轻静放一质量为0.5kg的物块，它与传送带间的动摩擦因数为0.5，传送带两轮间距为16m，则传送带对物体做的功和系统产生的内能各为多少？(g取10m/s2)
（1）对物体进行受力分析，判断开始时摩擦力的方向并求出物体的加速度。
（2）结合动力学知识，分析物体运动形式（分为几个阶段，各阶段所用时间为多少）。
（3）当物体与传送带速度相等时，传送带对物体做的功和系统产生的内能各为多少？
（4）物体与传送带速度相等之后，传送带对物体做的功和系统产生的内能各为多少？
（5）整个过程传送带对物体做的功和系统产生的内能各为多少？
三、巩固训练，自我检测