7 用牛顿定律解决问题（二） 传送带模型专题 课件 (共33张PPT)

(共33张PPT)
物理
必修
一
传送带模型专题
课前练一练
考查内容：受力分析
1、（多选）大型商场或者大型超市为了方便顾客上下楼，都会安装自动扶梯。小王同学经过调查研究发现，不同商场或超市中的自动扶梯是不一样的，可以分为两大类，一种有台阶，另一种无台阶，两种自动扶梯分别如图所示。则电梯在运送顾客匀速上楼的整个过程中（
）
A.图甲所示的无台阶自动扶梯中，乘客始终受摩擦力作用
B.图乙所示的有台阶自动扶梯中，乘客始终受摩擦力作用
C.图甲所示的无台阶自动扶梯中，扶梯对乘客的作用力垂直扶梯地面向上
D.图乙有台阶自动扶梯中，扶梯对乘客的作用力竖直向上
图甲
无台阶自动扶梯
图乙
有台阶自动扶梯
答案：AD
课前练一练
考查内容：受力分析、匀变速直线运动规律
2、如图所示，某安检机在工作时，通过水平传送带将被检物品从A端送到B端。设某安检机传送带长为2.1m，传送速度为3m/s，被检物品与传送带动摩擦因数μ=0.3。若被检物品无初速度放到传送带A端，则将被检物品送到B端的过程中（被检物品可看为质点）
A.
摩擦力方向与运动方向相反
B.
被检物品始终受到3个力作用
C.
将被检物品从A端送到B端用时1.2s
D.
被检物品到达B端的速度小于3m/s
答案：C
新课教学
内容要点
传送带问题的受力分析与运动分析
三
传送带问题的解题策略
二
传送带常见的问题类型
一
典型例题分析与针对训练
四
本课小结
五
新课教学
传送带常见的问题类型
一
1、求：在传送带上的运动时间
2、求：离开传送带时的速度
3、求：物体的相对位移（划痕）
4、与传送带相关的图像问题
5、摩擦力对物块做的功
6、传送带运送物体时多消耗的能量（热量）
水平传送带
倾斜传送带
新课教学
传送带问题的解题策略
二
1、受力分析是关键：特别是摩擦力分析；
2、分情况讨论判断：
水平和倾斜、速度方向关系及大小关系等；
3、运动分析是核心：“共速”
是转折点；
一起匀速？匀加速？还是匀减速？带够不够长？
4、分清对地位移和相对位移；
5、掌握基本模型和常用结论：如斜面倾角θ
与动摩擦因数关系等（即μ和tanθ关系）
v
A
新课教学
传送带问题的受力分析与运动分析
三
按放置分:
水平、倾斜；
按转向分：顺时针、逆时针
1．传送带的分类
新课教学
2．水平传送带问题的受力分析
传送带以水平向右的速度v匀速运动
①物体A与带一起匀速运动，请对A受力分析
②将物体A轻放到带的左端，请对A受力分析
v
A
v
A
③物体A以vA>v的速度向右滑上带的左端，请对A受力分析
v
A
vA
传送带问题的受力分析与运动分析
三
mg
N
mg
N
f
mg
N
f
新课教学
2．水平传送带问题的受力分析
④物体A以vA的速度向左滑上带的右端，请对A受力分析
v
A
vA
传送带问题的受力分析与运动分析
三
传送带以水平向右的速度v匀速运动
mg
N
f
新课教学
3．水平传送带问题的运动分析
传送带以向右的速度v匀速运动，带长为L
①将物体A轻放到带的左端，A将做什么运动？
v
A
②物体A以vA>v的速度向右滑上带的左端后，
A将做什么运动？
v
A
vA
传送带问题的受力分析与运动分析
三
mg
N
f
滑动摩擦力提供动力（合外力），A向右做匀加速直线运动。
由于vA>v，故物体相对带向右运动，滑动摩擦力向左，提供阻力（合外力），A向右做匀减速直线运动。
mg
N
f
新课教学
3．水平传送带问题的运动分析
③物体A以vA的速度向左滑上带的右端后，
A将做什么运动？
v
A
vA
传送带问题的受力分析与运动分析
三
传送带以向右的速度v匀速运动，带长为L
mg
N
f
由于vA和v反向，物体相对带向左运动，滑动摩擦力向右，提供阻力（合外力），A向左做匀减速直线运动。
新课教学
4．倾斜传送带问题的受力分析
传送带顺时针匀速转动，速度为v
①物体A与带一起匀速运动，请对A受力分析
v
A
θ
v
②将物体A轻放到带的底端，请对A受力分析
（物体能够向上运动）
v
A
θ
传送带问题的受力分析与运动分析
三
mg
N
f
mg
N
f
物体A受到静摩擦力作用
物体A相对带向下运动，故受到向上滑动摩擦力作用
新课教学
4．倾斜传送带问题的受力分析
A
θ
v
③将物体A轻放到带的顶端，请对A受力分析
④物体A以vA>v的速度从顶端滑上传送带，请对A受力分析
vA
A
θ
v
传送带问题的受力分析与运动分析
三
传送带逆时针匀速转动，速度为v
mg
N
f
物体A相对带向上运动，故受到向下滑动摩擦力作用
mg
N
f
物体A相对带向下运动，故受到向上滑动摩擦力作用
新课教学
Δ回顾（补充）：关于斜面问题的常用结论
（1）如图所示，固定斜面倾角为θ
①若斜面光滑，将物体A从顶端静止释放，请对A受力分析，判断A的运动情况，求A的加速度。
θ
A
②若物体与斜面动摩擦因数为μ，将物体A从顶端静止释放，请对A受力分析，判断A的运动情况，求A的加速度（若A有加速度的话）。
θ
A
传送带问题的受力分析与运动分析
三
mg
N
物体A做匀加速直线运动
ma
mg
N
f
对物体A受力分析，共受到重力、斜面支持力和摩擦力作用，由大小判断其运动情况有两种：静止或匀加速直线运动。
新课教学
Δ回顾（补充）：关于斜面问题的常用结论
（2）常用结论
①在光滑斜面上，静止释放物体，加速度为gsinθ。
θ
A
②若物体与斜面动摩擦因数为μ≤tan
θ，即滑动摩擦力小于重力分力，则物体在斜面上停不住（物体与固定斜面无法相对静止）
③若物体与斜面动摩擦因数为μ>tan
θ，即滑动摩擦力大于重力分力，则物体在斜面上停得住（与固定斜面可以相对静止）
传送带问题的受力分析与运动分析
三
新课教学
5．倾斜传送带问题的运动分析
传送带顺时针匀速转动，速度为v带长为L（
μ>tan
θ
）
①将物体A轻放到带的底端，请分析A的运动情况
v
A
θ
传送带问题的受力分析与运动分析
三
mg
N
f
物体A相对带向下运动，故受到向上滑动摩擦力作用，由于μ>tan
θ
，故A向上匀加速运动ma
设t时间与带共速：t=，a
若则物体先匀加速运动，后与带一起匀速；
若则物体一直匀加速运动，未与带共速就从上端离开。
新课教学
5．倾斜传送带问题的运动分析
A
θ
v
②将物体A轻放到带的顶端，请分析A的运动情况
传送带问题的受力分析与运动分析
三
传送带逆时针匀速转动，速度为v带长为L
mg
N
f
物体A相对带向上运动，故受到向下滑动摩擦力作用，向下做匀加速运动
ma
设t时间与带共速：
t=
a
若则物体一直匀加速运动，未与带共速就从下端离开；
若则物体先匀加速运动，再判断μ与tan
θ
大小；若μ>tan
θ则与带一起匀速；若
μθ，则物体要继续匀加速运动。
新课教学
5．倾斜传送带问题的运动分析
③物体A以vA>v的速度从顶端滑上传送带，请分析A的运动情况
vA
A
θ
v
传送带问题的受力分析与运动分析
三
传送带逆时针匀速转动，速度为v带长为L
（
μ>tan
θ
）
mg
N
f
物体A相对带向下运动，故受到向上滑动摩擦力作用，向下做匀减速运动
ma
设t时间与带共速：
t=
a
若则物体先匀减速运动，后与带一起匀速；
若则物体一直匀减速运动，未与带共速就从下端离开。
新课教学
典型例题分析与针对训练
四
（一）水平传送带问题
【例题1】如图所示，水平传送带以2m/s的速度运动，传送带长AB＝20m。今在其左端将一工件轻轻放在上面，工件被带动，传送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦系数μ＝0.1。试求这个工件经过多少时间由传送带左端运动到右端？
v0
A
B
解：受力分析：=1m/s2
加速运动的时间为：
2s
在t0时间内运动的位移：，
2m
在t0秒后，物体作匀速运动运动时间为：，
9s
物体由传送带左端运动到右端共用时间为：，
11s
mg
N
f
新课教学
（一）水平传送带问题
典型例题分析与针对训练
四
【针对训练1】如图所示，两轮靠皮带传动，绷紧的皮带始终保持v0=
4m/s
的速度水平地匀速运动．一质量为
1kg
的小物体无初速地放到皮带轮的
A
端，物体与皮带的动摩擦因数μ＝0.2，AB
间距为
8m。g
=10m/s2。
（1）求物体从
A
到
B
所需时间？
（2）求全过程中物体相对传送带的位移？
v0
A
B
解：（1）受力分析：=2m/s2
加速运动的时间为：
2s
在t0时间内运动的位移：，
4m
在t0秒后，物体作匀速运动运动时间为：，
1s
物体由传送带左端运动到右端共用时间为：，
3s
mg
N
f
新课教学
（一）水平传送带问题
典型例题分析与针对训练
四
【针对训练1】如图所示，两轮靠皮带传动，绷紧的皮带始终保持v0=
4m/s
的速度水平地匀速运动．一质量为
1kg
的小物体无初速地放到皮带轮的
A
端，物体与皮带的动摩擦因数μ＝0.2，AB
间距为
8m。g
=10m/s2。
（1）求物体从
A
到
B
所需时间？
（2）求全过程中物体相对传送带的位移？
v0
A
B
解：（2）设物体与带的相对位移为ΔS，则：
ΔS
8m
故ΔS=
4m
mg
N
f
新课教学
典型例题分析与针对训练
四
（一）水平传送带问题
【变式训练1】如图所示，两轮靠皮带传动，绷紧的皮带始终保持v0=
4m/s
的速度水平向左匀速运动，一质量为
1kg
的小物体以水平向右2m/s的速度放到皮带轮的A处，物体与皮带的动摩擦因数μ＝0.2，AB
间距为
4
m。
g
=10m/s2。求物体能否从B端出来？若不能，物体向右运动的最远距离是多少？
v0
A
B
解：受力分析：=2m/s2
减速运动的时间为：
1s
在t0时间内运动的位移：，
1m<
4m
故物体不能从B端出来，物体向右运动的最远距离为：
，
1m
mg
N
f
新课教学
典型例题分析与针对训练
四
（一）水平传送带问题
【小结】
1、物体在带上位移S与带长为L，
若：S>L,则能滑出：有一种运动状态（匀加速或匀减速）
若：S（加速或减速、匀速）
2、物体与传送带位移：
物体位移：物体对地位移
物体对传送带位移：物带速度同向：△S=S带－S物
（相对位移）
物带速度反向：△S=S带+S物
新课教学
（二）倾斜传送带问题
典型例题分析与针对训练
四
【例题2】如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A、B两点间的距离为l＝5
m，传送带在电动机的带动下以v＝2.5m/s的速度顺时针匀速转动，现将一质量为m＝10
kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝
，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，
(g取10
m/s2)求：
小物体从A运动到B的时间。
解：受力分析：=2.5m/s2
加速运动的时间为：
1s
在t0时间内运动的位移：，
1.25m<
5m
由于，故物体与带一起匀速，设时间为
，
1.5s
故：，
2.5s
mg
N
f
新课教学
典型例题分析与针对训练
四
（二）倾斜传送带问题
【针对训练2】如图所示，传送带与地面的倾角为370，以10m/s的速度逆时针方向转动，在传送带上端无初速释放一个质量为m=0.5Kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，已知传送带从A到B的总长度L=16m，则物体从A传送到B所用的时间是多少？（g=10m/s2）
A
θ
v
B
mg
N
f
解：物体A相对带向上运动，故受到向下滑动摩擦力
作用，向下做匀加速运动
m
设时间与带共速：
，
解得=1s,
5m<
L=16m
由于，故物与带无法相对静止，则
m
新课教学
典型例题分析与针对训练
四
（二）倾斜传送带问题
【针对训练2】如图所示，传送带与地面的倾角为370，以10m/s的速度逆时针方向转动，在传送带上端无初速释放一个质量为m=0.5Kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，已知传送带从A到B的总长度L=16m，则物体从A传送到B所用的时间是多少？（g=10m/s2）
A
θ
v
B
mg
N
f
解：由于，故物与带无法相对静止，则
m
设再经过时间到达B端：
L-=1s
故：物体从A传送到B所用的时间：
，
2s
新课教学
典型例题分析与针对训练
四
（二）倾斜传送带问题
【变式训练2】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与传送带的动摩擦因数μ＝0.25，传送带沿图示的方向运动，速度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：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10
m/s2)
新课教学
典型例题分析与针对训练
四
（二）倾斜传送带问题
【变式训练2】
新课教学
（三）与传送带相关的图像问题
典型例题分析与针对训练
四
【例题3】一物体轻放在传送带上面，从左端传送到右端。若物体先做匀加速运动，到t0时刻与带同速，然后一起匀速，2t0时刻到右端，v-t图像如图所示，求：（1）传送带的速度；（2）传送带的长度；（3）传送带与物体间的动摩擦因数。
v0
A
B
解：由v-t图像可得
（1）传送带的速度为：
（2）传送带的长度即为v-t图像
围成的面积，故：
（3）
又，
故
t
v
t0
2t0
v0
新课教学
（三）与传送带相关的图像问题
典型例题分析与针对训练
四
【针对训练3】（多选）如甲图所示，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图象(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1，则下列说法中正确的是(　　)
A．t1时刻，小物块离A处的距离达到最大
B．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
C．t2～t3时间内，小物块与传送带相对静止，小物块不受到静摩擦力作用
D．0～t2时间内，小物块运动方向发生了改变，加速度方向也发生了改变
答案：AC
【变式训练3】如图所示，水平传送带的长度L＝6
m，皮带轮以速度v
顺时针匀速转动，传送带的左端与一光滑圆弧槽末端相切，现有一质量为1kg的物体(视为质点)，从高h＝1.25
m处O点无初速度下滑，物体从A点滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，g取10
m/s2，保持物体下落的高度不变，改变皮带轮的速度v，则物体到达传送带另一端的速度vB
随v
的变化图线是(　　)
新课教学
（三）与传送带相关的图像问题
典型例题分析与针对训练
四
答案：A
本课小结
1、传送带的常见类型
2、解决传送带问题的主要策略
（1）摩擦力大小、方向判断---“快反慢同”
①水平带：匀速时：f=0；加速、减速时：f=μmg
②倾斜带：比较μ与tanθ大小，即比较mgsinθ与μmgcosθ判断物体运动状态
（2）运动状态变化判断
物体、带速度相等时，比较：物体位移与带子长度
同学们，再见！