浙江省高三物理復習 第3章 第5講 牛頓運動定律的運用(三)課件 新人教版

皮帶傳輸機利用貨物與傳送帶之間的摩擦力將貨物運送到別的地方去，它是牛頓第二定律在實際中的應用，該問題涉及摩擦力的判斷、物體運動狀態(tài)的分析和運動學知識的應用，具有較強的綜合性和靈活性主要有水平傳送帶、傾斜傳送帶、組合(水平和傾斜)傳送帶三種類型求解傳送帶問題關(guān)鍵在于摩擦力的方向分析，特別要注意物體的速度和傳送帶速度之間的關(guān)系，還有物體和傳送帶之間的相對位移等對于傾斜的傳送帶問題還要特別注意分析摩擦力是滑動摩擦力還是靜摩擦力另外傳送帶問題可以采用vt圖象求解一、水平傳送帶解決水平傳送帶問題的關(guān)鍵在于明確物體相對于傳送帶的運動方向，判斷物體受到摩擦力的方向，通過受力分析從而了解物體的運動狀態(tài)，結(jié)合牛頓運動定律和運動學公式解決問題例1、如圖351所示，水平傳送帶兩個轉(zhuǎn)動軸軸心相距20m，正在以v4.0m/s的速度勻速向右傳動，某物塊(可視為質(zhì)點)與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.1，將該物塊從傳送帶左端無初速地輕放在傳送帶上(g10m/s2)(1)經(jīng)過多長時間物塊將到達傳送帶的右端？(2)改變傳送帶的速度，可改變物體從左端到右端的時間，試求物體在傳送帶上運動的最短時間 圖351 N2211ms4s4ms4s8m2 m=s13s72sfFFt.mgmava/at/xatxtvx 212020 841物體止放上送后，相于送向左，受到向右的滑摩擦力，即物體的合外力，根據(jù)牛第二定律 ，物體的加速度根據(jù)公式： 得，物體也具有的速度，由 ，物體的位移，故物體接下去送一起速， ，物體一直加速最短，根據(jù)解析：勻總靜傳帶對傳帶運動動為頓為運動學經(jīng)過內(nèi)為隨傳帶勻運動勻運動時間min22atts.210，例2、如圖352所示，水平傳送帶A、B兩端相距x3.5m，工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.1.工件滑上A端瞬時速度vA4m/s，達到B端的瞬時速度設為vB.圖352(1)若傳送帶不動,vB多大？(2)若傳送帶以速度v(勻速)逆時針轉(zhuǎn)動,vB多大？(3)若傳送帶以速度v(勻速)順時針轉(zhuǎn)動,vB多大？ fABAm / s(Fmg )vagm / sBvv - ax. 223121送不，工件滑上送后，受到向左的滑摩擦力作用，工件向右做速，初速度，加速度大小，到端的解析：速度 傳帶動傳帶動減運動為為達 3BfAABAvFmgvagm / sm / sBvv vBv.v 2312送逆，工件滑上送后，受到向左的滑摩擦力仍，工件向右做初速度，加速度大小的速，到端的速度送，根據(jù)送速度 的大小，有下列五種情：若 ，工件滑上送，工件與送速度相同，均做速，工件到端的速度傳帶時針轉(zhuǎn)動時傳帶動為為為減運動達傳帶順時針轉(zhuǎn)動時傳帶況傳帶時傳帶勻運動達ABAABBAAAvvaxABBvvaxvaxv vABvBvvax,ABm / s.vv.vvaxsBm / 222222222523若，工件由 到 ，全程做加速，到端的速度 若 ，工件由 到 ，先做加速，速度增加到送速度，工件與送一起做速，工件到端的速度若工件由 到 ，全程做速，到端的速度勻運動達勻運動當傳帶時傳帶勻運動達勻達減運動AABvvvax,Avv.BvB 22若 工件由 到 ，先做速，速度小到送速度，工件與送一起做速，工件到端的度 速勻減運動當減傳帶時傳帶勻運動達點評：(1)解答“運動和力”問題的關(guān)鍵是要分析清楚物體的受力情況和運動情況，弄清所給問題的物理情景(2)審題時應注意由題給條件做必要的定性分析或半定量分析(3)通過此題可進一步體會到，滑動摩擦力的方向并不總是阻礙物體的運動，而是阻礙物體間的相對運動，它可能是阻力，也可能是動力變式訓練1、如圖353所示，一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速度v1沿順時針方向轉(zhuǎn)動，傳送帶右端有一個與傳送帶等高的光滑水平面，一物體以恒定速率v2沿直線向左滑向傳送帶后，經(jīng)過一段時間又返回光滑水平面，速率為v2，則下列說法中正確的是()A.只有v1v2時，才有v2v1B.若v1v2,則v2v2C.若v1v時,則v2v1D.不管v2多大,總有v2v2圖353解析：物體在傳送帶上向左減速、向右加速的加速度大小相同；當v1v2時，向左減速過程中前進一定的距離，返回時，因加速度相同，在這段距離內(nèi)，加速所能達到的速度仍為v2.當v1v2時，返回過程中，當速度增加到v1時，物體與傳送帶間將保持相對靜止，不再加速，最終以v1離開傳送帶答案為BC。 二、傾斜傳送帶解決傾斜傳送帶問題的關(guān)鍵是弄清楚物體與傳送帶的相對運動方向，從而判別物體摩擦力方向，同時要明確當兩者速度相等時是否能保持相對靜止，我們可以利用傳送帶與物體之間的動摩擦因數(shù)和傳送帶傾角的正切值關(guān)系進行分析若tan，則物體能和傳送帶保持相對靜止，若tan，則要相對滑動例3、如圖354所示，傳送帶與斜面間的傾角37，從軸心A到軸心B的長度為16m，傳送帶以v010m/s的速度轉(zhuǎn)動在傳送帶A端無初速地放一個質(zhì)量為0.5kg的物體，它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)0.5.(1)若傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，物塊從頂部運動到傳送帶底部所需的時間為多少？(2)若傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動，物體從A運動到B所需的時間是多少？(sin370.6，cos370.8)圖354 2124s=sincos2mssincos1s12mstamgsinmgcosg()/mamgsinmgcosg()ma/ 20送，物體受到滑摩擦力方向沿斜面向上，其加速度恒定，大小小物到底端的送逆，放上去，物體相于送向上，滑摩擦力沿斜面解析向下，此：，當傳帶順時針轉(zhuǎn)動時動為塊運動時間當傳帶時針轉(zhuǎn)動剛時對傳帶運動動時11112222221221s,5msincossincos2ms11m2s1sABtvtaxa t.mgmgFmamgsinmgcosag()/mxvta txtt.x xt 12212物體速度和送速度相等，下滑位移由于，故物體相送要下滑此，物體受到的滑摩擦力沿斜面向上，由 得由 且 得 ，傳帶時經(jīng)過時間為對傳帶繼續(xù)時動變式訓練2、如圖355所示,繃緊的傳送帶與水平面的夾角30,傳送帶在電動機的帶動下,始終保持v02m/s的速率運行,現(xiàn)把一質(zhì)量為m10kg的工件(可視為質(zhì)點)輕輕放在傳送帶的底端,經(jīng)時間t1.9s,工件被傳送到h1.5m的高處，并取得了與傳送帶相同的速度,取g10m/s2.求：(1)工件與傳送帶之間的滑動摩擦力F1. (2)工件與傳送帶之間的相對位移x.圖355 hhLsinmvtxvxvtvL xvttt. sx. m 01101101011130320 8018由意高的送工件速度到之前，止始做加速，加速的，位移，有因工件最取得了與解析：送相同的速度，所以到之后工件速，有 解得： ， 所以加速題對應傳帶長為達從靜開勻運動設勻運動時間為為終傳帶達將勻運動勻運動 va. m / stFmg sinFNx x x. mmatx v t. mt. 201110 111127582 51 60段的加速度 在加速段，根據(jù)牛第二定律，有 在，送的位移所以在，工件相解送的位移得： 階為勻運動階頓時間 內(nèi)傳帶運動為時間 內(nèi)對傳帶為三、類似傳送帶的多個物體相對運動的問題例4、如圖356所示，平板A長L5m，質(zhì)量M5kg，放在水平桌面上，板右端與桌邊相齊在A上距右端s3m處放一物體B(大小可忽略)，其質(zhì)量m2kg，已知A、B間動摩擦因數(shù)10.1，A與桌面間和B與桌面間的動摩擦因數(shù)20.2，原來系統(tǒng)靜止現(xiàn)在在板的右端施一大小恒定的水平力F持續(xù)作用在物體A上直到將A從B下抽出才撤去，且使B最后停于桌的右邊緣，求：(1)物體B運動的時間是多少？(2)力F的大小為多少？圖356 BBBaaa.agm / sagm / sBvxvvmvmvvtsaa/ sBaa 1221122222121211232232由意得， 在平板上加速，在桌面上速，最到桌子止在平板上的加速度，在桌子上的加速度，平板的加速度根據(jù)牛第二定律有 ， ，掉下平板的速度，有 ，得 ，故的：解析：題運動減運動終邊緣靜設為為為頓設時為則運動時間為 12212s2m2ms29N2ABABtata tFa/F(mm )gm gm a 2211 11122物體掉下平板 ，由物體位移系可得：，得平板的加速度 ，根據(jù)牛第二定得律： 時兩關(guān)頓變式訓練3、一小圓盤靜止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖357所示已知盤與桌布間的動摩擦因數(shù)為1，布與桌面間的動摩擦因數(shù)為2，盤與桌面間的動摩擦因數(shù)也為2.現(xiàn)突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB邊若圓盤最后未從桌面掉下，則加速度a滿足的條件是什么？(用g表示重力加速度) 圖35711122211222111mLamgmaamgmavssa s ,va sxLxa txLxa 2211 112222121122的量，桌，桌布下抽出的程中，的加速度，有桌布抽出后，在桌面上做速，以表示加速度的大小，有離桌布速度，移的距離，離桌布后在桌面上再距離 后便停下，有v有桌面上掉下的件是：解析：；而 ；由以上各式解得：設圓盤質(zhì)為長為從圓盤過盤為盤勻減運動設盤剛開時為動為開運動盤沒從條1g. 1222