高考物理大一轮复习第三章牛顿运动定律能力课2动力学中的典型“模型”课件新人教版

能力课2 动力学中的典型“模型”,传送带模型,1传送带的基本类型 (1)按放置可分为：水平(如图a)、倾斜(如图b，图c)、水平与倾斜组合； (2)按转向可分为：顺时针、逆时针。,2传送带的基本问题 (1)运动学问题：运动时间、痕迹问题、运动图象问题(运动学的角度分析)； (2)动力学问题：物块速度和加速度、相对位移，运动时间(动力学角度分析)； (3)功和能问题：做功，能量转化(第五章讲)。,图1,(1)若传送带静止不动，求vB； (2)若传送带顺时针转动，工件还能到达B端吗？若不能，说明理由；若能，求到达B点的速度vB；,(3)若传送带以v13 m/s逆时针匀速转动，求vB及工件由A到B所用的时间。,答案 (1)2 m/s (2)能，2 m/s (3)13 m/s 0.67 s,1求解水平传送带问题的关键 (1)正确分析物体所受摩擦力的方向。 (2)注意转折点：物体的速度与传送带速度相等的时刻是物体所受摩擦力发生突变的时刻。 2处理此类问题的一般流程 弄清初始条件判断相对运动判断滑动摩擦力的大小和方向分析物体受到的合外力及加速度的大小和方向由物体的速度变化分析相对运动进一步确定以后的受力及运动情况。,方法技巧,图2,(1)传送带的速度大小v0； (2)传送带的长度L； (3)物体A、B、C与传送带间的动摩擦因数； (4)物体C从传送带左端P到右端Q所用的时间tC。 解析 (1)物体A与B先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，说明物体的速度与传送带的最终速度相等，所以由图乙、丙可知传送带的速度大小是4 m/s。 (2)vt图线与t轴围成图形的面积表示物体的位移，所以A的位移xA36 m， 传送带的长度L与A的位移相等，也是36 m。,答案 (1)4 m/s (2)36 m (3)0.4 0.2 0.012 5 (4)24 s,滑块在水平传送带上运动常见的3个情景,反思总结,图3,答案 2.5 s,图4,(1)煤块从A到B的时间； (2)煤块从A到B的过程中传送带上形成痕迹的长度。 解析 (1)煤块刚放上时，受到向下的摩擦力，其加速度为 a1g(sin cos )10 m/s2，,(2)第一过程痕迹长x1v0t1x15 m， 第二过程痕迹长x2x2v0t20.25 m， x1与x2部分重合，故痕迹总长为5 m。 答案 (1)1.5 s (2)5 m,滑块在倾斜传送带上运动常见的4个情景,反思总结,滑块木板模型,1模型特点：滑块(视为质点)置于木板上，滑块和木板均相对地面运动，且滑块和木板在摩擦力的相互作用下发生相对滑动。 2位移关系：滑块由木板一端运动到另一端的过程中，滑块和木板同向运动时，位移之差xx1x2L(板长)；滑块和木板反向运动时，位移之和xx2x1L。,甲,乙 图5,图6,(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数； (2)从t0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小。 解析 (1)从t0时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木板减速，此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止。 由图可知，在t10.5 s时，物块和木板的速度相同。设t0到tt1时间间隔内，物块和木板的加速度大小分别为a1和a2，则,(2)在t1时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块与木板之间的摩擦力改变方向。设物块与木板之间的摩擦力大小为f，物块和木板的加速度大小分别为a1和a2，则由牛顿第二定律得 fma1 22mgfma2 假设f1mg，则a1a2 由式得f2mg1mg，与假设矛盾。 故f1mg 由式知，物块加速度的大小a1a1； 物块的vt图象如图中点划线所示。,答案 (1)0.20 0.30 (2)1.125 m,“滑块滑板”模型问题的分析思路,规律方法,图7,(1)物块刚放置在木板上时，物块和木板的加速度分别为多大； (2)木板至少多长物块才能与木板最终保持相对静止； (3)物块与木板相对静止后物块受到的摩擦力大小？,答案 (1)2 m/s2 1 m/s2 (2)0.5 m (3)6.29 N,(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向； (2)制动坡床的长度。,图8,解析 (1)设货物的质量为m，货物在车厢内滑动过程中，货物与车厢的动摩擦因数0.4，受摩擦力大小为f，加速度大小为a1，则 fmgsin ma1 fmgcos 联立并代入数据得a15 m/s2 a1的方向沿制动坡床向下。 (2)设货车的质量为M，车尾位于制动坡床底端时的车速为v23 m/s。货物在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s038 m 的过程中，用时为t，货物相对制动坡床的运动距离为s1，在车厢,内滑动的距离s4 m，货车的加速度大小为a2，货车相对制动坡床的运动距离为s2。货车受到制动坡床的阻力大小为F，F是货车和货物总重的k倍，k0.44，货车长度l012 m，制动坡床的长度为l，则,答案 (1)5 m/s2 方向沿制动坡床向下 (2)98 m,图9,(1)为使物块不滑离木板，求力F应满足的条件； (2)若F37.5 N，物块能否滑离木板？若不能，请说明理由；若能，求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离。 解析 (1)以物块和木板整体为研究对象，由牛顿第二定律得 F(Mm)gsin (Mm)a 以物块为研究对象，由牛顿第二定律得 Ffmgsin ma 又FfFfmmgcos 联立解得F30 N,物块与木板的分离条件为 xx1x2L 联立以上各式解得t1.2 s 物块滑离木板时的速度va2t 由公式2gsin x0v2 解得x0.9 m 答案 (1)F30 N (2)能 1.2 s 0.9 m,滑块、木板问题的分析方法,方法技巧,1(全国卷)如图10所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力Fkt(k是常量)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2。下列反映a1和a2变化的图线中正确的是( ),图10,答案 A,2(2016广西南宁三模)如图11所示的传送皮带，其水平部分ab长度为2 m，倾斜部分bc长度为4 m，bc与水平方向的夹角为37，将一小物块A(可视为质点)轻轻放在传送带的a端，物块A与传送带之间的动摩擦因数0.25。传送带沿图示方向以v2 m/s的速度匀速运动，若物块A始终未脱离皮带，试求小物块A从a端传送到c端所用时间。(取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8),图11,答案 2.4 s,3(2017湖北襄阳四中、荆州中学、龙泉中学联考)有一项“快乐向前冲”的游戏可简化如下：如图12所示，滑板长L1 m，起点A到终点线B的距离s5 m。开始滑板静止，右端与A平齐，滑板左端放一可视为质点的滑块，对滑块施一水平恒力F使滑板前进。