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文档简介

巧用动力学观点破解六类传送带模型长沙市雅礼中学谭臻胡雁军物理名师工作室系列微课高考夺冠微专题传送带问题在近几年高考中多次出现。这类问题情景模糊、条件隐蔽、过程复杂。它主要涉及到滑动摩擦力与静摩擦力的转变、物体运动情况的变化,此类问题常常综合考查牛顿运动定律和运动学公式,重点考查学生的分析能力和逻辑思维能力。考点说明类型一:水平传送带匀速运动模型分析1物体m在全过程中始终都没有达到与传送带相同的速度,则物体在全过程都处于匀加速运动状态。物体的实际运动情况取决于传送带的长度L与的关系。若≥L,则物体一直做匀加速运动,若<L,则先做匀加速运动后做匀速运动。类型二:水平传送带加速运动模型分析传送带以加速度a做初速度为零的匀加速直线运动,起始时刻把物体轻放在传送带上,则物体在摩擦力作用下做匀加速直线运动,而此时物体与传送带之间是静摩擦力还是滑动摩擦力即物体与传送带之间是否存在相对滑动,取决于传送带的加速度a与物体在最大静摩擦力作用下产生的加速度a0之间的关系认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力:1如果物体与传送带相对静止,此时摩擦力为静摩擦力,对物体由牛顿第二定律得,f=ma≤μmg,故需要满足a≤μg。2当a>μg时,物体与传送带间的最大静摩擦力不足以使物体产生a如此大的加速度,因此二者之间必然发生相对滑动,物体将在滑动摩擦力作用下做匀加速运动,其加速度大小为μg。不管是哪种情况,摩擦力均为动力。如图所示,物体轻放在传送带左端,此时传送带以初速度v0一直做匀减速运动,加速度大小为a0,传送带足够长。分析:开始物体相对于传送带向左运动,物体所受的滑动摩擦力向右,因此物体做匀加速运动,其加速度大小为μg,当二者速度相等时,可得μgt=v0-a0t,后面的运动情况讨论如下:1如果物体与传送带相对静止即二者一起做匀减速运动,物体的加速度大小为a0,此时摩擦力为静摩擦力,对物体由牛顿第二定律得f0=ma0≤μmg,故a0≤μg。2当a0>μg时,二者之间发生相对滑动。传送带速度减小得比物体减小得快,物体的加速度大小为μg。类型三:水平传送带匀减速运动模型分析例3、将一粉笔轻放在以v0=40m/s匀速向右运动的传送带左端,粉笔与传送带之间的动摩擦因数为04,经过5s后,传送带减速运动,其加速度大小为a0=6m/s2,假设传送带足够长,求粉笔在传送带上运动的总时间。类型四:倾斜传送带向上匀速运动模型分析从下往上传送,要想物体送上去,显然mgsinθ<μmgcosθ,即μ>tanθ。若传送带较短,物体达到上端时二者速度未相等,则物体一直做加速运动;若传送带较长,则物体先做加速运动后做匀速运动。类型五:倾斜传送带向下匀速运动模型分析从上往下传送,由于物体的初速度为零,则滑动摩擦力的方向向下,其加速度a=gsinθ+μgcosθ,当二者的速度相等时:若mgsinθ<μmgcosθ,即μ>tanθ,则变为匀速运动,滑动摩擦力突变为静摩擦力;若mgsinθ>μmgcosθ,即μ<ta

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