皮带问题和曲线运动.ppt

1、第一、专题复习：传送带,传送带问题的分析思路： 初始条件相对运动判断滑动摩擦力的大小和方向分析出物体受的合外力和加速度大小和方向由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力及运动状态的改变。 难点是当物体与皮带速度出现大小相等、方向相同时，物体能否与皮带保持相对静止。一般采用假设法，假使能否成立关键看F静是否在0- Fmax之间,传送带类分：1、水平 2、倾斜 按转向分1、顺时针 2逆时针转两种。,1传送带问题分类,2传送带问题解题策略,首先根据初始条件比较 物体对地的速度v物与v传的大小与方向，明确物体受到的摩擦力的种类及其规律，然后分析出物体受的合外力和加速度大小和方向，再结合物体的初速度

2、确定物体的运动性质。,（1）受力分析和运动分析是解题的基础。,注意：受力分析的关键是摩擦力的分析。,当物体与皮带速度出现大小相等、方向相同时，物体能否与皮带保持相对静止。一般采用假设法，假使能否成立关键看F静是否在0- fmax之间 。对于倾斜传送带需要结合与tan的大小关系进行分析。,物体和传送带等速时刻是摩擦力的大小、方向、运动性质的分界点。,（2）参考系的正确选择是解题的关键。,运动分析中根据合外力和初速度明确物体的运动性质是以地面为参考系的，根据运动学公式计算时，公式中的运动学量v、a、s都是以地为参考系的。而涉及到摩擦力的方向和摩擦生热现象中s相是以传送带为参考系的。物体在传送带上的

3、划痕就是以传送带为参考系的。,加速时间,通过余下距离所用时间,共用时间,解：行李受向右的滑动摩擦力f=mg,向右匀加速运动;当速度增加到与传送带速度相同时，和传送带一起做匀速运动到B端.,加速度,加速位移,最短时间,传送带最小速率,例2.如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图.绷紧的传送带始终保持3.0ms的恒定速率运行，传送带的水平部分AB距水平地面的高度为h=0.45m.现有一行李包(可视为质点)由A端被传送到B端，且传送到B端时没有被及时取下，行李包从B端水平抛出，不计空气阻力，g取l 0m/s2 (1)若行李包从B端水平抛出的初速v3.0ms，求它在空中运动的时间和飞出的水平距离；

4、 (2)若行李包以v01.0ms的初速从A端向右滑行，包与传送带间的动摩擦因数0.20，要使它从B端飞出的水平距离等于(1)中所求的水平距离，求传送带的长度L应满足的条件.,水平传送带与平抛运动的结合，联系桥梁是速度,解：（1）设行李包在空中运动时间为t，飞出的水平距 离为s,要使行李包从B端飞出的水平距离等于（1）中所求水平距离，行李包从B端飞出的水平抛出的初速度v=3.0m/s,故传送带的长度L应满足的条件为：L2.0m,联立两式解出 ：,设行李被加速到v时通过的距离为s0，则,则：,A,解：传送带不动或逆时针转动时，工件相对传送带的运动方向均向右，工件受到的滑动摩擦力的方向均向左，滑动摩

5、擦力的大小均等于mg，工件在传送带上的运动性质完全相同，从A到B一直做相同的匀减速运动到达皮带右端的速度相同，此后做平抛运动的水平位移相同,传送带问题关键是摩擦力的分析,对于摩擦力，先看种类，后看规律,例4.如图所示，水平传送带A、B两端相距S3.5m，工件与传送带间的动摩擦因数=0.1。工件滑上A端瞬时速度VA4 m/s,达到B端的瞬时速度设为vB。 (1)若传送带不动，vB多大？ (2)若传送带以速度v(匀速）逆时针转动，vB多大？ (3)若传送带以速度v(匀速）顺时针转动，vB多大？,解：(1) (2)传送带不动或逆时针转动时，工件从A到B一直做匀减速运动,根据,加速度,(3)传送带顺时

6、针转动时，根据传送带速度v的大小，由下列五种情况：,若v4m/s，工件与传送带速度相同，均做匀速运动，工件到达B端的速度vB=4m/s,若工件由A到B，全程做匀加速运动，到达B端的速度,若 工件由A到B，先做匀加速运动，当速度增加到传送带速度v时，工件与传送带一起作匀速运动速度相同，工件到达B端的速度vB=v.,若v3m/s时，工件由A到B，全程做匀减速运动，到达B端的速度vB=3m/s.见第问求解,若4m/sv3m/s时，工件由A到B，先做匀减速运动，当速度减小到传送带速度v时，工件与传送带一起作匀速运动，工件到达B端的速度vBv。,若 工件由A到B，全程做匀加速运动，到达B端的速度,解：过

7、程一物体放在传送带后，受到滑动摩擦力的方向沿斜面向下，物体沿传送带向下做初速度为零的匀加速运动,物体加速到与传送带速度相等所用的时间,物体在t1时间内的位移,当物体的速度达到传送带的速度时，由于tan ,继续做加速运动当物体的速度大于传送带的速度时，受到滑动摩擦力的方向沿斜面向上,设后一阶段直滑至底端所用的时间为t2，由,解得：t2=1s t2=-11s（舍去）,所以物体从A端运动到B端的时间t=t1+t2=2s,受力分析和运动分析是基础，加速度是联系力和运动的桥梁,若tan时，物体加速至与传送带速度相同后，将与传送带相对静止一起匀速运动；若tan时，物体加速至与传送带速度相同后，仍将继续加速

8、,摩擦力可以是动力，也可以是阻力,发散思维：若传送带顺时针转动，小物体从A端运动到B端所需的时间是多少？,解：物体放在传送带后，受到滑动摩擦力的方向沿斜面向上，由于tan，物体沿传送带向下做初速度为零的匀加速运动滑动摩擦力的方向不变，此加速运动一直到B端,设物体从A端运动到B端所需的时间是t,第二、牛顿三典型例题回顾,从力与运动的关系方面分： (1) 已知力求运动。 (2) 已知运动求力。,例8如图所示，质量M=0.2kg的长木板静止在水平面上，长木板 后静止下来的过程中，滑块滑行的距离是多少（以地球为参考系,分析：开始滑块做减速运动，木板做加速运动，滑块受到的摩擦力是滑动摩擦力；当滑块与木板

9、速度达到相同之后，滑块与木板一起做减速运动，木板对滑块的摩擦力是静摩擦力。在解答此问题时，不但要做隔离受力分析，还要对物理过程分阶段进行研究。,解答：滑块和长木板的受力情况如图所示。,滑块作减速运动，长木板作加速运动，当两者速度相等时，两者无相对,减速运动，滑块也将受到长木板对它的向左的静摩擦力而一起作匀减速运动，以它们整体为研究对象，有,为,滑块和长木块以a加速度作匀减速运动直到静止。在整个运动过程,说明：本题看似熟悉，实际上暗中设置了障碍，滑块在长木板上的运动分成二个阶段，这二过程的受力情况是要改变的，必须边分析，边求解，尤其要注意滑动摩擦力的产生条件：互相挤压的物体之间要有相对运动。,第

10、三、曲线运动复习,曲线 运动,一、曲线运动的特点及条件,二、运动的合成与分解,三、平抛运动,四、匀速圆周运动,五、匀速圆周运动角速度与线速度的关系,六、向心力的来源,七、竖直面内的圆周运动,对照知识点复习,第三、曲线运动总复习,易错点分析：,判断运动状态（速度）与受力关系 由运动状态改变、运动轨迹判断受力情况 由受力确定物体的运动性质、运动轨迹、运动状态变化 确定运动轨迹 轨迹在速度与加速度（合外力）之间，且向加速度方向偏转,重要结论1 小船渡河,（1）最短时间： （2）到达正对岸的条件:,=,d,重要结论2 速度相关问题,区分合运动和分运动，按运动的实际效果进行合成与分解,做平抛运动的物体垂

11、直落在斜面上 -可得知两分速度与斜面间的夹角。 物体从斜面上平抛又落回到斜面 -可得知两分位移间的几何关系。 -当合速度平行于斜面时，物体离斜面最远。,重要结论3 平抛运动与斜面,例.如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为vo=（用l、g表示），其值是（g=9.8m/s2）。,x1,x2,x3,逐差法求时间 x2-x1=gt2 水平匀速求初速 v0=s/t,重要结论4 坐标原点不在起抛点,加速度a变化的曲线运动为非匀变速曲线运动，如圆周运动,匀速

12、圆周运动： 1特点： 性质：速度大小不变而速度方向时刻变化的变速曲线运动 加速度：加速度大小不变,方向时刻变化,仅存在向心加速度而没有切向加速度 向心力：合外力就是产生向心加速度的力，即合外力充当向心力合外力大小不变，始终与速度方向垂直且指向圆心非匀速圆周运动性质：是速度大小和方向都变化的变速曲线运动 加速度：由于速度大小和方向都变化，可知不仅存在向心加速度（改变速度方向），而且还存在着切向加速度（改变速度大小），合加速度方向不指向圆心 向心力：合外力在指向圆心方向的分力充当向心力产生向心加速度；合外力在切线方向的分力产生切向加速度,2.处理方法:牛顿运动定律,合运动的性质和轨迹由分运动的性质

13、及合初速度与合加速度的方向关系决定 两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动 一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动仍是匀变速运动： 二者共线时为匀变速直线运动: 二者不共线时为匀变速曲线运动:平抛运动 两个匀变速直线运动的合运动仍为匀变速运动：当合初速度与合加速度共线时为匀变速直线运动； 当合初速度与合加速度不共线时为匀变速曲线运动,圆周运动的临界问题,竖直面内的圆周运动一般是变速圆周运动,一般只讨论最低点和最高点的问题: 1.细绳牵连型: (1)临界条件:小球达到最高点时F拉(或F弹)=0, 做圆周运动的向心力:mg=m(v临界2/r) 小球通过最高点的最小速度为临界速度 (2)能通

14、过最高点的条件:v ,此时绳对球有拉力 (3)不能过最高点的条件: v ,球没到最高点离开轨道.,圆周运动的临界问题,2.支撑型: (1)临界条件:由于轻杆或管壁的支撑作用,小球恰能到达最高点的临界速度v临界=0. (2)最高点时,轻杆对球的弹性情况: A.当v=0时,杆对球的力是向上的支持力,且F=mg. B.当0Fo. C.当v= 时,F=0 D.当v 时,杆对球有指向圆收的拉力,大小随速度的增大而增大.,消去T,(1).线速度、角速度和周期关系,向心力公式：,向心加速度公式：,2：说明： a：向心力是按效果命名的力； b：任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它

15、就是物体所受的向心力； c：不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外，还要另外受到向心力。,1：来源：分析和解决匀速圆周运动的问题，关键的是要把向心力的来源搞清楚。,关于向心力：,火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于0，那么当火车转弯时，我们说它做圆周运动，那么是什么力提供火车的向心力呢？,火车转弯,c：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。,1、内外轨道一样高时,G,FN,F,a：此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。,b：外轨对轮缘的弹力F提供向心力。,2、外轨略高于内轨时,(,设车轨间距为L

16、，两轨间高度差为H，转弯半径为R，质量为M的火车运行。,据三角形边角关系：,对火车受力情况分析：重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无压力,又因为很小所以,综合有,故,又,所以,实际中，铁轨修好后H、R、L定，又g给定值，所以火车拐弯时的车速为一定值。,汽车过拱桥,F合=G F,F向=mv2/r,由 F合= F向,G F= mv2/r,F=G mv2/r,G,汽车过凸形桥,取向心加速度方向为正方向,思考与讨论1,根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力越小。试分析一下，当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生呢？,根据牛顿第三定律：F压=FN,即：,由上式可知，v增大时，F压减小，当 时，F压=0；当 时，汽车将脱离桥面，发生危险。,思考与讨论2,请你根据上面分析汽车通过凸形桥的思路，分析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力。这时的压力比汽车的重量大还是小？,F合=F G F向=mv2/r由 F合= F向 F G =mv2/r F =Gmv2/r,G,比较三种桥面受力的情况,G,