迎战高考物理二轮复习 专题30传送带问题探究与应用课件.ppt

专题三十传送带问题探究与应用 传送带类问题 是以真实物理现象为依据的问题 它既能训练学生的科学思维 又能联系科学 生产和生活实际 因而这种类型题具有生命力 当然也是高考命题专家所关注的问题 由于 传送带类问题 在高考考纲范围内属于涉及力 运动 能量等比较综合的一种常见的模型 所以是历年来高考试题考查的热点 学生对这类问题做答的得分率低 传送带类问题 专题二 传送带模型 类问题1 知识概要与方法归纳 传送带类问题 分水平 倾斜两种 按转向分顺时针 逆时针两种 1 受力和运动分析受力分析中的摩擦力突变 大小 方向 发生在v物与v带相同的时刻 运动分析中的速度变化 相对运动方向和对地速度变化 分析关键是 1 v物 v带的大小方向 2 mgsin 与ff的大小与方向 2 传送带问题中的功能分析 功能关系 wf ek ep q 对wf q的正确理解a 传送带所做的功 wf f x带 功率p f v带 f由传送带受力平衡求得 b 产生的内能 q ff x相对c 如物体无初速 放在水平传送带上 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有如下规律 ek q mv带2 2 典型例题与规律总结 1 水平放置运行的传送带处理水平放置的传送带问题 首先应对放在传送带上的物体进行受力分析 分清物体所受摩擦力是阻力还是动力 然后对物体进行运动状态分析 即对静态 动态 终态进行分析和判断 对其全过程作出合理分析 推论 进而采用有关物理规律求解 这类问题可分为 运动学型 动力学型 能量守恒型 图象型 例7 如图7所示 质量为m的物体从离传送带高为h处沿光滑圆弧轨道下滑 水平进入长为l的静止的传送带 之后落在水平地面的q点 已知物体与传送带间的动摩擦因数为 则当传送带转动时 物体仍以上述方式滑下 将落在q点的左边还是右边 图7 解析物体从p点落下 设水平进入传送带的速度为v0 则由机械能守恒定律得mgh 1 当传送带静止时 分析物体在传送带上的受力 可知物体做匀减速运动 a mg m g 物体离开传送带时的速度为vt 随后做平抛运动而落在q点 2 当传送带逆时针方向转动时 物体的受力情况与传送带静止时相同 因而物体离开传送带时的速度仍为vt 随后做平抛运动而仍落在q点 当 2 gl时 物体将不能滑出传送带而被传送带送回 显然不符合题意 舍去 3 当传送带顺时针转动时 可能出现五种情况 当传送带的速度v带较大时 v带 则分析物体在传送带上的受力可知 物体一直做匀加速运动 离开传送带时的速度为v vt 因而将落在q点的右边 当传送带的速度v带较小时 v带 则分析物体在传送带上的受力可知 物体一直做匀减速运动 离开传送带时的速度为vt 因而仍将落在q点 当传送带的速度 v带 则分析物体在传送带上的受力可知 物体将在传送带上先做匀加速运动 后做匀速运动 离开传送带时的速度vt 因而将落在q点右边 当传送带的速度 v带 时 则分析物体在传送带上的受力可知 物体将在传送带上先做匀减速运动 后做匀速运动 离开传送带时的速度vt 因而将落在q点右边 当传送带的速度v带 时 则物体在传送带上不受摩擦力的作用而做匀速运动 故将落在q点的右边 综上所述 当传送带的速度v带 时 物体仍落在q点 当传送带的速度v带 时 物体将落在q点的右边 答案见解析 2 倾斜放置运行的传送带这种传送带是指两皮带轮等大 轴心共面但不在同一水平线上 不等高 传送带将物体在斜面上传送的装置 处理这类问题 同样是先对物体进行受力分析 再判断摩擦力的方向是解题关键 正确理解题意和挖掘题中隐含条件是解决这类问题的突破口 这类问题通常分为 运动学型 动力学型 能量守恒型 例8 如图8所示 传送带与水平面夹角为37 并以v 10m s运行 在传送带的a端轻轻放一个小物体 物体与传送带之间的动摩擦因数 0 5 ab长16米 求以下两种情况下物体从a到b所用的时间 1 传送带顺时针方向转动 2 传送带逆时针方向转动 图8 解析 1 传送带顺时针方向转动时受力如题图所示 mgsin mgcos maa gsin gcos 2m s2x at2t 4s 2 传送带逆时针方向转动 物体受力如图 开始摩擦力方向沿传送带向下 向下匀加速运动a gsin37 gcos37 10m s2t1 v a 1s x1 at2 5mx2 11m1秒后 速度达到10m s 摩擦力方向变为沿传送带向上 物体以初速度v 10m s向下做匀加速运动a2 gsin37 gcos37 2m s2x2 vt2 a211 10t2 2 t2 1s因此t t1 t2 2s答案 1 1s 2 2s 点评综上所述 传送带问题包含力 运动 能量等知识点 而且其中的摩擦力的方向 大小可能要发生变化 但只要掌握了上述三种基本类型 传送带问题就可迎刃而解 以上就是笔者对传送带题型的几点总结 当然 传送带类问题 题型还不止这些 但不管怎样 只要我们了解其物理情景 物理模型 会进行受力分析 再灵活配合牛顿第二定律和能量知识就一定能正确解答 3 如图11所示 一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动 一物体以水平速度v2从右端滑上传送带后 经过一段时间又返回光滑水平面 此时速率为v2 则下列说法正确的是 a 若v1 v2 则v2 v1b 若v1 v2 则v2 v2c 不管v2多大 总有v2 v2d 只有v1 v2时 才有v2 v2 图11 解析设物体的质量为m 物体与传送带之间的滑动摩擦力大小为ff 物体相对传送带滑动的加速度大小为a 物体在传送带上滑动 则有 ff ma 物体在传送带上向左滑动的位移为 x 速度减为零后 在滑动摩擦力的作用下开始向右匀加速运动 加速度大小仍为a 若v1 v2 滑到传送带右端时的速度大小为 v2 比较可以得出 v2 v2 v1 若v1 v2 物体还没有运动到传送带的右端 速度就和传送带的速度相同 物体与传送带之间不再存在摩擦力 物体随传送带一起匀速运动 v2 v1 v2 正确选项为a b 答案ab 7 如图15所示 绷紧的传送带与水平面的夹角 30 传送带在电动机的带动下 始终保持v0 2m s的速率运行 现把一质量为m 10kg的工件 可看为质点 轻轻放在传送带的底端 经时间t 1 9s 工件被传送到h 1 5m的高处 并取得了与传送带相同的速度 取g 10m s2 求 1 工件与传送带之间的滑动摩擦力f1 2 工件与传送带之间的相对位移 x 图15 解析由题意高h对应的传送带长为l 3m工件速度达到v0之前 从静止开始做匀加速运动 设匀加速运动的时间为t1 位移为x1 有x1 因工件最终取得了与传送带相同的速度 所以达到v0之后工件将匀速运动 有l x1 v0 t t1 解得 t1 0 8s x1 0 8m所以匀加速运动阶段的加速度为a 2 5m s2 在匀加速运动阶段 根据牛顿第二定律 有f1 mgsin ma解得 f1 75n 2 在时间t1内 传送带运动的位移为x v0t1 1 6m所以在时间t1内 工件相对传送带的位移为 x x x1 0 8m 答案 1 75n 2 0 8m 6 传送带以v1的速度匀速运动 物体以v2的速度滑上传送带 物体速度方向与传送带运行方向相反 如图5所示 已知传送带长度为l 物体与传送带之间的动摩擦因数为 则以下判断正确的是 a 当v2 l满足一定条件时 物体可以从a端离开传送带 且物体在传送带上运动的时间与v1无关b 当v2 l满足一定条件时 物体可以从b端离开传送带 且物体离开传送带时的速度可能大于v1 图5 c 当v2 l满足一定条件时 物体可以从b端离开传送带 且物体离开传送带时的速度可能等于v1d 当v2 i满足一定条件时 物体可以从b端离开传送带 且物体离开传送带时的速度可能小于v1解析物体在传送带上受摩擦力向右 物体首先向左做减速运动 当 2 gl时 物体从a端离开传送带 且所用时间t v2 g 与v1无关 故a对 当 2 gl 物体减速至零再返回 从b端离开传送带 且离开时速度一定小于等于v1 故b错 c d对 答案acd 7 如图6所示 质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上 物体距传送带左端距离为l 稳定时绳与水平方向的夹角为 当传送带分别以v1 v2的速度做逆时针