牛顿运动定律的应用专题技术总结.ppt

图2 图5 图5 图6 图10 图11 “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. 物理模型二：传送带类问题 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. 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)mgsinθ 与Ff的大小与方向. 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:①运动学型;②动力学型;③能量守恒型; ④图象型. 例5 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μ,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=μmg/m=μg.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 ＜2μgL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: ①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. ②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. ③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. ④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. ⑤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=10 m/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μ=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: mgsinθ-μmgcosθ=ma a=gsinθ-μgcosθ=2 m/s2 x= at2 t= =4 s. (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