2016新课标创新人教物理必修1第四章专题强化练4传送带问题滑块滑板问题.doc

传送带问题涉及摩擦力的判断、物体运动状态的分析和运动学知识的运用，重点考查学生分析问题和解决问题的能力。 1．水平传送带的处理方法 对于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，确定物体所受摩擦力是阻力还是动力。当传送带水平运动时，应特别注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化。摩擦力的突变，常常导致物体的受力情况和运动性质的突变。静摩擦力达到最大值，是物体和传送带恰好保持相对静止的临界状态；滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间，因此两物体的速度达到相同时，滑动摩擦力要发生突变(滑动摩擦力为0或变为静摩擦力)。 2．倾斜传送带的处理方法 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)，传送带将物体沿斜面向上或向下传送的装置。处理倾斜传送带问题，同样是先对物体进行受力分析，再判断摩擦力的方向，这是解题的关键，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。当传送带倾斜时，除了要注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化外，还要注意物体与传送带之间的动摩擦因数μ和传送带倾斜角度θ对受力的影响，从而正确判断物体的速度和传送带速度相等时物体的运动性质。 [典型例题] 例1.(2016·莱芜月考)如图所示，倾斜传送带与水平方向的夹角为θ＝37°，将一小物块轻轻地放在正在以速度v＝10 m/s匀速逆时针转动的传送带的上端，物块和传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小)，传送带两皮带轮轴心间的距离为L＝29 m(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，求： (1)将物块从顶部传送到传送带底部所需的时间为多少？ (2)若μ＝0.8，物块从顶部传送到传送带底部所需的时间又为多少？ [解析]　(1)物块放到传送带上后，沿斜面向下做加速直线运动，开始时相对于传动带向后运动，受到的摩擦力沿斜面向下(物块受力分析如图所示)，设物体的质量为m，其中G1、G2为重力G的两个分力， 则a1＝＝10 m/s2 当物块加速到与传送带同速时，所用时间为t1＝＝1 s 位移为x1＝＝ m＝5 m 物块加速到与传送带同速后，由于mgsin θμmgcos θ，所以物块相对于传送带向下运动，摩擦力变为沿斜面向上，所以此时的加速度为a2＝＝2 m/s2 由x2＝L－x1＝vt2＋a2t 解得t2＝2 s 因此物块运动的总时间为t＝t1＋t2＝3 s (2)若μ＝0.8，开始时(即物块与传送带同速前) 物块加速度为a′＝g(sin θ＋μcos θ)＝10×(0.6＋0.8×0.8) m/s2＝12.4 m/s2 物块加速到与传送带同速时所用的时间 t′1＝＝≈0.8 s 位移x′1＝≈4 m 当物块与传送带同速后，由于mgsin θμmgcos θ，故物块与传送带同速后将与传送带一起做匀速运动， 则t′2＝＝2.5 s 因此所需时间为t′＝t′1＋t′2＝3.3 s [答案]　(1)3 s　(2)3.3 s [点评]　倾斜传送带的两种情况 (1)如果最大静摩擦力小于重力沿斜面的分力，则物体做匀变速直线运动。 (2)如果最大静摩擦力大于重力沿斜面的分力，则物体先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动。 [即时巩固] 1．如图所示，水平传送带以v＝2 m/s的速度匀速运动，A、B两点相距11 m，一物体(可视为质点)从A点由静止释放，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2。则物体从A沿传送带运动到B所需的时间为多少？(g取10 m/s2) 解析：物体从A点由静止释放，物体相对传送带向右运动，因此判断出物体受到的摩擦力向左。物体在摩擦力的作用下向左做初速度为零的匀加速运动。由牛顿第二定律得Ff＝ma，而Ff＝μFN＝μmg，可求出物体的加速度为a＝μg＝0.2×10 m/s2＝2 m/s2， 故物体达到与传送带速度相同所用时间为t1＝＝s＝1 s， 此时物体向左的位移为x1＝at＝×2×12 m＝1 m。 物体达到与传送带相同速度后，二者没有相对运动，因而不存在摩擦力，物体跟传送带一起匀速运动。物体匀速运动到B端所用时间为t2＝＝ s＝5 s， 所以物体从A沿传送带运动到B所需的时间 t＝t1＋t2＝(1＋5) s＝6 s。 答案：6 s 1.此类问题涉及两个物体、多个运动过程，并且物体间还存在相对运动，所以应准确求出各物体在各个运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变)，找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口。求解中应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度是下一个过程的初速度。 2．滑块滑板模型的三个基本关系 (1)加速度关系：如果滑块之间没有发生相对运动，可以用“整体法”求出它们一起运动的加速度；如果滑块之间发生相对运动，应采用“隔离法”求出每一个滑