高考物理大一轮复习 微专题04 “传送带模型”和“滑块—木板模型”问题课件 新人教版.ppt

牛顿运动定律 第三章 微专题4 传送带模型 和 滑块 木板模型 问题 栏 目 导 航 考点一 传送带模型 问题考点二 滑块 木板模型 问题模拟演练 稳基提能课后回顾 高效练习 传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题1 水平传送带问题求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断 物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻 2 倾斜传送带问题求解的关键在于分析清楚物体与传送带的相对运动情况 从而确定其是否受到滑动摩擦力作用 当物体速度与传送带速度相等时 物体所受的摩擦力有可能发生突变 传送带模型 问题 水平传送带被广泛地应用于机场和火车站 如图所示为一水平传送带装置示意图 紧绷的传送带ab始终保持恒定的速率v 1m s运行 一质量为m 4kg的行李无初速度地放在a处 传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动 随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动 设行李与传送带之间的动摩擦因数 0 1 a b间的距离l 2m g取10m s2 1 求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小 2 求行李做匀加速直线运动的时间 3 如果提高传送带的运行速率 行李就能被较快地传送到b处 求行李从a处传送到b处的最短时间和传送带对应的最小运行速率 答案 1 4n1m s2 2 1s 3 2s2m s 如图所示为货场使用的传送带的模型 传送带倾斜放置 与水平面夹角为 37 传送带ab长度足够长 传送皮带轮以大小为v 2m s的恒定速率顺时针转动 一包货物以v0 12m s的初速度从a端滑上倾斜传送带 若货物与皮带之间的动摩擦因数 0 5 且可将货物视为质点 1 货物刚滑上传送带时加速度为多大 2 当货物的速度和传送带的速度相同时用了多少时间 这时货物相对于地面沿传送带方向运动了多远 3 从货物滑上传送带开始计时 到货物再次滑回a端共用了多少时间 g取10m s2 已知sin37 0 6 cos37 0 8 a 解析 粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动 到达b点时的速度小于v 也可能先做匀加速运动 当速度与传送带相同后 做匀速运动 到达b点时速度与v相同 也可能先做加速度较大的匀加速运动 当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动 到达b点时的速度大于v 故a正确 d错误 粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力 大小为 mgcos 根据牛顿第二定律有加速度a g sin cos 故b错误 若 tan 粮袋从a到b可能是一直做加速运动 也可能先做匀加速运动 当速度与传送带相同后 做匀速运动 故c错误 2 一水平的浅色传送带上放置一煤块 可视为质点 煤块与传送带之间的动摩擦因数为 初始时 传送带与煤块都是静止的 现让传送带以恒定的加速度a0开始运动 当其速度达到v0后 便以此速度做匀速运动 经过一段时间 煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后 相对于传送带不再滑动 求此黑色痕迹的长度 假设传送带足够长 解析 设煤块在加速过程中的加速度为a 根据题意知a a0 根据牛顿第二定律可得a g 设传送带由静止开始加速到速度等于v0 经历的时间为t 则v0 a0t 此时煤块的速度v at 由于a a0 故v v0 煤块继续受到滑动摩擦力的作用 仍以加速度a做匀加速运动 设再经过时间t 煤块的速度由v增加到v0 有v0 v at 3 2018 湖南娄底五校联考 如图甲所示 绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行 一质量m 1kg 初速度大小为v2的煤块从与传送带等高的光滑水平地面上的a处滑上传送带 若以地面为参考系 从煤块滑上传送带开始计时 煤块在传送带上运动的速度 时间图象如图乙所示 g取10m s2 求 1 煤块与传送带间的动摩擦因数 2 煤块在传送带上运动的时间 答案 1 0 1 2 8s 1 模型特点涉及两个物体 并且物体间存在相对滑动 2 两种位移关系滑块由木板的一端运动到另一端的过程中 若滑块和木板同向运动 位移大小之差等于板长 反向运动时 位移大小之和等于板长 滑块 木板模型 问题 设板长为l 滑块位移大小为x1 木板位移大小为x2 2017 全国卷 如图 两个滑块a和b的质量分别为ma 1kg和mb 5kg 放在静止于水平地面上的木板的两端 两者与木板间的动摩擦因数均为 1 0 5 木板的质量为m 4kg 与地面间的动摩擦因数为 2 0 1 某时刻a b两滑块开始相向滑动 初速度大小均为v0 3m s a b相遇时 a与木板恰好相对静止 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 取重力加速度大小g 10m s2 求 1 b与木板相对静止时 木板的速度 2 a b开始运动时 两者之间的距离 答案 1 1m s 2 1 9m 也可用如图的速度 时间图线求解 bd 5 2018 安徽蚌埠二中模拟 如图所示 地面依次摆放两个完全相同的木板a b 长度均为l 2 5m 质量均为m2 150g 现有一小滑块以速度v0 6m s冲上木板a的左端 已知小滑块质量m1 200g 滑块与木板间的动摩擦因数为 1 木板与地面间的动摩擦因数 2 0 2 最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等 g取10m s2 1 若滑块滑上木板a时 木板不动 而滑上木板b时 木板b开始滑动 求 1应满足的条件 2 若 1 0 4 求滑块运动的时间 结果可用分数表示 解析 1 滑块滑上木板a时 木板不动 由受力分析得 1m1g 2 m1 2m2 g 滑块滑上木板b时 木板b开始滑动 由受力分析得 1m1g 2 m1 m2 g 代入数据解得0 35 1 0