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2018-2019高中物理 第四章 力與運(yùn)動(dòng) 微型專(zhuān)題 滑塊—木板模型和傳送帶模型學(xué)案 粵教版必修1.doc

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2018-2019高中物理 第四章 力與運(yùn)動(dòng) 微型專(zhuān)題 滑塊—木板模型和傳送帶模型學(xué)案 粵教版必修1.doc

微型專(zhuān)題 滑塊—木板模型和傳送帶模型 [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.能正確運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律處理滑塊—木板模型.2.會(huì)對(duì)傳送帶上的物體進(jìn)行受力分析,能正確解答傳送帶上的物體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題. 一、滑塊—木板模型 1.模型概述:一個(gè)物體在另一個(gè)物體上發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),兩者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng).問(wèn)題涉及兩個(gè)物體、多個(gè)過(guò)程,兩物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間、速度、位移間有一定的關(guān)系. 2.常見(jiàn)的兩種位移關(guān)系 滑塊從木板的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程中,若滑塊和木板向同一方向運(yùn)動(dòng),則滑塊的位移和木板的位移之差等于木板的長(zhǎng)度;若滑塊和木板向相反方向運(yùn)動(dòng),則滑塊的位移和木板的位移之和等于木板的長(zhǎng)度. 3.解題方法 分別隔離兩物體,準(zhǔn)確求出各物體在各個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度(注意兩過(guò)程的連接處加速度可能突變),找出物體之間的位移(路程)關(guān)系或速度關(guān)系是解題的突破口.求解中應(yīng)注意聯(lián)系兩個(gè)過(guò)程的紐帶,每一個(gè)過(guò)程的末速度是下一個(gè)過(guò)程的初速度. 例1 如圖1所示,厚度不計(jì)的薄板A長(zhǎng)l=5 m,質(zhì)量M=5 kg,放在水平地面上.在A上距右端s=3 m處放一物體B(大小不計(jì)),其質(zhì)量m=2 kg,已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ1=0.1,A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.2,原來(lái)系統(tǒng)靜止.現(xiàn)在板的右端施加一大小恒定的水平力F=26 N,持續(xù)作用在A上,將A從B下抽出.g=10 m/s2,求: 圖1 (1)A從B下抽出前A、B的加速度各是多大; (2)B運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)時(shí)間離開(kāi)A. 答案 (1)2 m/s2 1 m/s2 (2)2 s 解析 (1)對(duì)于B,由牛頓第二定律得:μ1mg=maB 解得aB=1 m/s2 對(duì)于A,由牛頓第二定律得:F-μ1mg-μ2(m+M)g=MaA 解得aA=2 m/s2 (2)設(shè)經(jīng)時(shí)間t抽出,則sA=aAt2 sB=aBt2 Δs=sA-sB=l-s 解得t=2 s. 【考點(diǎn)】滑塊—木板模型問(wèn)題 【題點(diǎn)】滑塊—木板模型的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 求解“滑塊—木板”類(lèi)問(wèn)題的方法技巧 1.搞清各物體初態(tài)對(duì)地的運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)),根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))情況,確定物體間的摩擦力方向. 2.正確地對(duì)各物體進(jìn)行受力分析,并根據(jù)牛頓第二定律確定各物體的加速度,結(jié)合加速度和速度的方向關(guān)系確定物體的運(yùn)動(dòng)情況. 針對(duì)訓(xùn)練1 如圖2所示,質(zhì)量為M=1 kg的長(zhǎng)木板靜止在光滑水平面上,現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.5 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以v0=3 m/s的初速度從左端沿木板上表面沖上木板,帶動(dòng)木板向前滑動(dòng).已知滑塊與木板上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,重力加速度g取10 m/s2,木板足夠長(zhǎng).求: 圖2 (1)滑塊在木板上滑動(dòng)過(guò)程中,長(zhǎng)木板受到的摩擦力大小和方向; (2)滑塊在木板上滑動(dòng)過(guò)程中,滑塊相對(duì)于水平面的加速度a的大??; (3)滑塊與木板達(dá)到的共同速度v的大小. 答案 (1)0.5 N 向右 (2)1 m/s2 (3)1 m/s 解析 (1)滑塊所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力 F1=μmg=0.5 N,方向向左 根據(jù)牛頓第三定律,滑塊對(duì)木板的摩擦力方向向右,大小為0.5 N. (2)根據(jù)牛頓第二定律得:μmg=ma 得a=μg=1 m/s2 (3)木板的加速度a′=μg=0.5 m/s2 設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t,滑塊和長(zhǎng)木板達(dá)到共同速度v,則滿(mǎn)足: 對(duì)滑塊:v=v0-at 對(duì)長(zhǎng)木板:v=a′t 由以上兩式得:滑塊和長(zhǎng)木板達(dá)到的共同速度v=1 m/s. 【考點(diǎn)】滑塊—木板模型問(wèn)題 【題點(diǎn)】滑塊—木板模型的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 二、傳送帶類(lèi)問(wèn)題 1.特點(diǎn):傳送帶運(yùn)輸是利用貨物和傳送帶之間的摩擦力將貨物運(yùn)送到別的地方去.它涉及摩擦力的判斷、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用. 2.解題思路:(1)判斷摩擦力突變點(diǎn)(含大小和方向),給運(yùn)動(dòng)分段;(2)物體運(yùn)動(dòng)速度與傳送帶運(yùn)行速度相同,是解題的突破口;(3)考慮物體與傳送帶共速之前是否滑出. 例2 如圖3所示,水平傳送帶正在以v=4 m/s的速度勻速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),質(zhì)量為m=1 kg的某物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,將該物塊從傳送帶左端無(wú)初速度地輕放在傳送帶上(g取10 m/s2). 圖3 (1)如果傳送帶長(zhǎng)度L=4.5 m,求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間物塊將到達(dá)傳送帶的右端; (2)如果傳送帶長(zhǎng)度L=20 m,求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間物塊將到達(dá)傳送帶的右端. 答案 (1)3 s (2)7 s 解析 物塊放到傳送帶上后,在滑動(dòng)摩擦力的作用下先向右做勻加速運(yùn)動(dòng).由μmg=ma得a=μg, 若傳送帶足夠長(zhǎng),勻加速運(yùn)動(dòng)到與傳送帶同速后再與傳送帶一同向右做勻速運(yùn)動(dòng). 物塊勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1===4 s 物塊勻加速運(yùn)動(dòng)的位移s1=at12=μgt12=8 m (1)因?yàn)?.5 m<8 m,所以物塊一直加速, 由L=at2得t=3 s (2)因?yàn)?0 m>8 m,所以物塊速度達(dá)到傳送帶的速度后,摩擦力變?yōu)?,此后物塊與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng), 物塊勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2== s=3 s 故物塊到達(dá)傳送帶右端的時(shí)間t′=t1+t2=7 s. 【考點(diǎn)】傳送帶問(wèn)題 【題點(diǎn)】水平傳送帶問(wèn)題 分析水平傳送帶問(wèn)題的注意事項(xiàng) 當(dāng)傳送帶水平運(yùn)動(dòng)時(shí),應(yīng)特別注意摩擦力的突變和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化.摩擦力的突變,常常導(dǎo)致物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的突變.靜摩擦力達(dá)到最大值,是物體和傳送帶恰好保持相對(duì)靜止的臨界狀態(tài);滑動(dòng)摩擦力存在于發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體之間,因此兩物體的速度達(dá)到相同時(shí),滑動(dòng)摩擦力要發(fā)生突變(滑動(dòng)摩擦力為0或變?yōu)殪o摩擦力). 針對(duì)訓(xùn)練2 (多選)如圖4甲為應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車(chē)站的安全檢查儀,用于對(duì)旅客的行李進(jìn)行安全檢查.其傳送裝置可簡(jiǎn)化為如圖乙模型,緊繃的傳送帶始終保持v=1 m/s的恒定速率運(yùn)行.旅客把行李(可視為質(zhì)點(diǎn))無(wú)初速度地放在A處,設(shè)行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,A、B間的距離為2 m,g取10 m/s2.若乘客把行李放到傳送帶的同時(shí)也以v=1 m/s的恒定速率平行于傳送帶運(yùn)動(dòng)到B處取行李,則(  )     圖4 A.乘客與行李同時(shí)到達(dá)B處 B.乘客提前0.5 s到達(dá)B處 C.行李提前0.5 s到達(dá)B處 D.若傳送帶速度足夠大,行李最快也要2 s才能到達(dá)B處 答案 BD 解析 行李放在傳送帶上,傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng).加速度為a=μg=1 m/s2,歷時(shí)t1==1 s達(dá)到共同速度,位移s1=t1=0.5 m, 此后行李勻速運(yùn)動(dòng)t2==1.5 s,到達(dá)B共用2.5 s.乘客到達(dá)B,歷時(shí)t==2 s,故B正確.若傳送帶速度足夠大,行李一直加速運(yùn)動(dòng),最短運(yùn)動(dòng)時(shí)間tmin== s=2 s,D正確. 【考點(diǎn)】傳送帶問(wèn)題 【題點(diǎn)】水平傳送帶問(wèn)題 例3 如圖5所示,傳送帶與水平地面的夾角為θ=37,AB的長(zhǎng)度為64 m,傳送帶以20 m/s的速度沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),在傳送帶上端A點(diǎn)無(wú)初速度地放上一個(gè)質(zhì)量為8 kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,求物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間.(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g=10 m/s2) 圖5 答案 4 s 解析 開(kāi)始時(shí)物體下滑的加速度:a1=g(sin 37+μcos 37)=10 m/s2,運(yùn)動(dòng)到與傳送帶共速的時(shí)間為:t1== s=2 s,下滑的距離:s1=a1t12=20 m;由于tan 37=0.75>0.5,故物體2 s后繼續(xù)加速下滑,且此時(shí):a2=g(sin 37-μcos 37)=2 m/s2,根據(jù)s2=vt2+a2t22,解得:t2=2 s,故共用時(shí)間t=4 s. 【考點(diǎn)】傳送帶問(wèn)題 【題點(diǎn)】?jī)A斜傳送帶問(wèn)題 物體沿著傾斜的傳送帶向下加速運(yùn)動(dòng)到與傳送帶速度相等時(shí),若μ≥tan θ,物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng);若μ<tan θ,物體將以較小的加速度a=gsin θ-μgcos θ繼續(xù)加速運(yùn)動(dòng). 1.(傳送帶問(wèn)題)如圖6所示,物塊m在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng),兩者保持相對(duì)靜止.則下列關(guān)于m所受摩擦力的說(shuō)法中正確的是(  ) 圖6 A.皮帶傳送速度越大,m受到的摩擦力越大 B.皮帶傳送的加速度越大,m受到的摩擦力越大 C.皮帶速度恒定,m質(zhì)量越大,所受摩擦力越大 D.無(wú)論皮帶做何種運(yùn)動(dòng),m都一定受摩擦力作用 答案 B 解析 物塊若加速運(yùn)動(dòng),其合外力由傳送帶給它的摩擦力來(lái)提供,故加速度大,摩擦力大,B正確;當(dāng)物塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊不受摩擦力,故A、C、D錯(cuò)誤. 【考點(diǎn)】傳送帶問(wèn)題 【題點(diǎn)】水平傳送帶問(wèn)題 2.(傳送帶問(wèn)題)如圖7所示,水平放置的傳送帶以速度v=2 m/s沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),現(xiàn)將一小物體輕輕地放在傳送帶A端,物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,g取10 m/s2.若A端與B端相距6 m,則物體由A到B的時(shí)間為(  ) 圖7 A.2 s B.2.5 s C.3.5 s D.4 s 答案 C 解析 物體放在傳送帶上,傳送帶對(duì)物體有向右的滑動(dòng)摩擦力,使物體開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),物體與傳送帶速度相等后滑動(dòng)摩擦力消失,物體與傳送帶以相同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng).根據(jù)牛頓第二定律得μmg=ma,物體加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a=μg=2 m/s2,達(dá)到共同速度所用的時(shí)間t1==1 s,發(fā)生的位移s1=t1=1 m,此后勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2==2.5 s,到達(dá)B共用時(shí)間3.5 s,選項(xiàng)C正確. 【考點(diǎn)】傳送帶問(wèn)題 【題點(diǎn)】水平傳送帶問(wèn)題 3.(滑塊—木板模型)(多選)如圖8所示,一足夠長(zhǎng)的木板靜止在光滑水平面上,一物塊靜止在木板上,木板和物塊間有摩擦.現(xiàn)用水平力向右拉木板,當(dāng)物塊相對(duì)木板滑動(dòng)了一段距離但仍有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),撤掉拉力,此后木板和物塊相對(duì)于水平面的運(yùn)動(dòng)情況為(  ) 圖8 A.物塊先向左運(yùn)動(dòng),再向右運(yùn)動(dòng) B.物塊向右運(yùn)動(dòng),速度逐漸增大,直到做勻速運(yùn)動(dòng) C.木板向右運(yùn)動(dòng),速度逐漸變小,直到做勻速運(yùn)動(dòng) D.木板和物塊的速度都逐漸變小,直到為零 答案 BC 解析 當(dāng)物塊相對(duì)木板滑動(dòng)了一段距離仍有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)撤掉拉力,此時(shí)物塊的速度小于木板的速度,兩者之間存在滑動(dòng)摩擦力,物塊受到木板的滑動(dòng)摩擦力的方向向右,與其速度方向相同,向右做加速運(yùn)動(dòng),而木板受到物塊的滑動(dòng)摩擦力的方向向左,與其速度方向相反,向右做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩者速度相等時(shí)一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),B、C正確. 【考點(diǎn)】滑塊—木板模型問(wèn)題 【題點(diǎn)】滑塊—木板模型的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 4.(滑塊—木板模型)如圖9所示,長(zhǎng)度l=2 m,質(zhì)量M= kg的木板置于光滑的水平地面上,質(zhì)量m=2 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))位于木板的左端,木板和小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,現(xiàn)對(duì)小物塊施加一水平向右的恒力F=10 N,取g=10 m/s2.求: 圖9 (1)將木板M固定,小物塊離開(kāi)木板時(shí)的速度大?。? (2)若木板M不固定:①m和M的加速度a1、a2的大小;②小物塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到離開(kāi)木板所用的時(shí)間. 答案 (1)4 m/s (2)①4 m/s2 3 m/s2?、? s 解析 (1)對(duì)小物塊進(jìn)行受力分析,由牛頓第二定律得 F-μmg=ma 解得a=4 m/s2 小物塊離開(kāi)木板時(shí),有v2=2al 解得v=4 m/s. (2)①對(duì)m,由牛頓第二定律: F-μmg=ma1 解得a1=4 m/s2 對(duì)M,由牛頓第二定律:μmg=Ma2 解得a2=3 m/s2. ②由位移公式知 s1=a1t2,s2=a2t2 小物塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到離開(kāi)木板,有 s1-s2=l 聯(lián)立解得t=2 s. 【考點(diǎn)】滑塊—木板模型問(wèn)題 【題點(diǎn)】滑塊—木板模型的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 一、選擇題 考點(diǎn)一 滑塊—木板模型 1.如圖1所示,質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)木板靜止在水平面上,其上放一質(zhì)量為m2的物塊.物塊與木板的接觸面是光滑的.從t=0時(shí)刻起,給物塊施加一水平恒力F.分別用a1、a2和v1、v2表示木板、物塊的加速度和速度大小,下列圖象符合運(yùn)動(dòng)情況的是(  ) 圖1 答案 D 解析 木板一定保持靜止,加速度為0,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;物塊的加速度a2=,即物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng),物塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖象為傾斜的直線,而木板保持靜止,速度一直為0,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確. 【考點(diǎn)】滑塊—木板模型問(wèn)題 【題點(diǎn)】滑塊—木板模型的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 2.如圖2所示,質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板上受到水平向右的拉力F的作用向右滑行,但長(zhǎng)木板保持靜止不動(dòng).已知木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,長(zhǎng)木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,下列說(shuō)法正確的是(  ) 圖2 A.長(zhǎng)木板受到地面的摩擦力的大小一定為μ1Mg B.長(zhǎng)木板受到地面的摩擦力的大小一定為μ2(m+M)g C.只要拉力F增大到足夠大,長(zhǎng)木板一定會(huì)與地面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) D.無(wú)論拉力F增加到多大,長(zhǎng)木板都不會(huì)與地面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) 答案 D 解析 對(duì)M分析,在水平方向受到m對(duì)它的摩擦力和地面對(duì)它的摩擦力,兩個(gè)力平衡,則地面對(duì)木板的摩擦力f=μ1mg,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;無(wú)論F大小如何,m在M上滑動(dòng)時(shí),m對(duì)M的摩擦力大小不變,M在水平方向上仍然受到兩個(gè)摩擦力處于平衡,不可能運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確. 【考點(diǎn)】滑塊—木板模型問(wèn)題 【題點(diǎn)】滑塊—木板模型的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 3.如圖3所示,在光滑的水平面上有一個(gè)長(zhǎng)為0.64 m、質(zhì)量為4 kg的木板B,在B的左端有一個(gè)質(zhì)量為2 kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的鐵塊A,A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等.當(dāng)對(duì)A施加水平向右的拉力F=10 N時(shí),將A從B的左端拉到右端的時(shí)間為(g取10 m/s2)(  ) 圖3 A.0.8 s B.0.6 s C.1.1 s D.1.0 s 答案 A 解析 A、B間的最大靜摩擦力fmax=μm1g=4 N,μm1g=m2a,得a=1 m/s,F(xiàn)′=(m2+m1)a=6 N,F(xiàn)>F′,所以A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng).由分析知A向右加速,加速度為a1,則F-μm1g=m1a1,a1=3 m/s2;B也向右加速,加速度為a2,則μm1g=m2a2,a2=1 m/s2.A從B的左端運(yùn)動(dòng)到右端,則有sA-sB=L,即a1t2-a2t2=L,代入數(shù)據(jù),解得t=0.8 s,故A正確. 【考點(diǎn)】滑塊—木板模型問(wèn)題 【題點(diǎn)】滑塊—木板模型的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 考點(diǎn)二 傳送帶問(wèn)題 4.(多選)水平的皮帶傳輸裝置如圖4所示,皮帶的速度保持不變,物體被輕輕地放在A端皮帶上,開(kāi)始時(shí)物體在皮帶上滑動(dòng),當(dāng)它到達(dá)位置C后滑動(dòng)停止,隨后就隨皮帶一起勻速運(yùn)動(dòng),直至傳送到目的地B端,在傳輸過(guò)程中,該物體受摩擦力的情況是(  ) 圖4 A.在AC段受水平向左的滑動(dòng)摩擦力 B.在AC段受水平向右的滑動(dòng)摩擦力 C.在CB段不受靜摩擦力 D.在CB段受水平向右的靜摩擦力 答案 BC 解析 在AC段物體相對(duì)皮帶向左滑動(dòng),受水平向右的滑動(dòng)摩擦力;在CB段物體相對(duì)皮帶沒(méi)有滑動(dòng),物體隨皮帶一起勻速運(yùn)動(dòng),受到的是平衡力,如果有靜摩擦力,則物體不可能處于平衡狀態(tài),所以不受靜摩擦力.故B、C兩項(xiàng)正確. 【考點(diǎn)】傳送帶問(wèn)題 【題點(diǎn)】水平傳送帶問(wèn)題 5.(多選)如圖5所示,一足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以恒定的速度向右傳動(dòng).將一物體輕輕放在傳送帶的左端,以v、a、s、F表示物體速度大小、加速度大小、位移大小和所受摩擦力的大小.下列選項(xiàng)正確的是(  ) 圖5 答案 AB 解析 物體在傳送帶上先做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)達(dá)到共同速度后再做勻速運(yùn)動(dòng),A、B正確. 【考點(diǎn)】傳送帶問(wèn)題 【題點(diǎn)】水平傳送帶問(wèn)題 6.(多選)如圖6所示,水平傳送帶A、B兩端點(diǎn)相距s=3.5 m,以v0=2 m/s的速度(始終保持不變)順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn),今將一小煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn))無(wú)初速度地輕放在A端,已知小煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4.由于小煤塊與傳送帶之間有相對(duì)滑動(dòng),會(huì)在傳送帶上留下劃痕,小煤塊從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中(g取10 m/s2)(  ) 圖6 A.所用的時(shí)間是2 s B.所用的時(shí)間是2.25 s C.劃痕長(zhǎng)度是3 m D.劃痕長(zhǎng)度是0.5 m 答案 AD 解析 根據(jù)牛頓第二定律,小煤塊的加速度a=μg=4 m/s2,則勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1== s=0.5 s,勻加速運(yùn)動(dòng)的位移s1=at12=4(0.5)2 m=0.5 m,則小煤塊勻速運(yùn)動(dòng)的位移s2=s-s1=3.5 m-0.5 m=3 m,則勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2== s=1.5 s,所以小煤塊從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間t=t1+t2=2 s,故A正確,B錯(cuò)誤;在小煤塊勻加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,傳送帶的位移s3=v0t1=20.5 m=1 m,則劃痕的長(zhǎng)度Δs=s3-s1=0.5 m,故C錯(cuò)誤,D正確. 【考點(diǎn)】傳送帶問(wèn)題 【題點(diǎn)】水平傳送帶問(wèn)題 二、非選擇題 7.(傳送帶問(wèn)題)如圖7所示為一水平傳送帶裝置示意圖,繃緊的傳送帶AB始終保持v=1 m/s 的恒定速率運(yùn)行,一質(zhì)量為m=4 kg的行李(可視為質(zhì)點(diǎn))無(wú)初速度地放在A處,傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,A、B間的距離 l=2 m,g取10 m/s2.求: 圖7 (1)行李剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦力大小與加速度大??; (2)行李做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間; (3)如果提高傳送帶的運(yùn)行速率,行李就能被較快地傳送到B處.求行李從A處傳送到B處的最短時(shí)間和傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率. 答案 (1)4 N 1 m/s2 (2)1 s (3)2 s 2 m/s 解析 (1)行李剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦力F=μmg 將題給數(shù)據(jù)代入,得F=4 N 由牛頓第二定律,得F=ma 代入數(shù)值,得a=1 m/s2 (2)設(shè)行李做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,行李加速運(yùn)動(dòng)的末速度為v=1 m/s,則v=at 代入數(shù)據(jù),得t=1 s. (3)行李從A處勻加速運(yùn)動(dòng)到B處時(shí),傳送時(shí)間最短,則l=at,代入數(shù)據(jù)得tmin=2 s.傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率vmin=atmin,代入數(shù)據(jù)得vmin=2 m/s. 【考點(diǎn)】傳送帶問(wèn)題 【題點(diǎn)】水平傳送帶問(wèn)題 8.(滑塊—木板模型)如圖8所示,有一塊木板靜止在光滑水平面上,質(zhì)量M=4 kg,長(zhǎng)L=1.4 m.木板右端放著一個(gè)小滑塊,小滑塊質(zhì)量m=1 kg,其尺寸遠(yuǎn)小于L,小滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4.最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等.(取g=10 m/s2) 圖8 (1)現(xiàn)將一水平恒力F作用在木板上,為使小滑塊能從木板上面滑落下來(lái),則F的大小范圍是多少? (2)其他條件不變,若恒力F=22.8 N,且始終作用在木板上,最終使得小滑塊能從木板上滑落下來(lái),則小滑塊在木板上面滑動(dòng)的時(shí)間是多少? 答案 (1)F>20 N (2)2 s 解析 (1)要使小滑塊能從木板上滑下,則小滑塊與木板之間應(yīng)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),此時(shí),對(duì)小滑塊分析得出μmg=ma1,解得a1=4 m/s2. 對(duì)木板分析得出F-μmg=Ma2, 加速度a1、a2均向右,若小滑塊能從木板上滑下,則需要滿(mǎn)足a2>a1,解得F>20 N. (2)當(dāng)F=22.8 N時(shí),由(1)知小滑塊和木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),對(duì)木板有F-μmg=Ma3,則a3=4.7 m/s2. 設(shè)經(jīng)時(shí)間t,小滑塊從木板上滑落,則a3t2-a1t2=L, 解得t=-2 s(舍去)或t=2 s. 【考點(diǎn)】滑塊—木板模型問(wèn)題 【題點(diǎn)】滑塊—木板模型的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 9.(傳送帶問(wèn)題)如圖9甲所示,傾角為θ的足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速率v0沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng).t=0時(shí)將質(zhì)量m=1 kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶上,物塊相對(duì)地面的v-t圖象如圖乙所示.設(shè)沿傳送帶向下為正方向,取重力加速度g=10 m/s2.求: 圖9 (1)傳送帶的速度大??; (2)傳送帶的傾角及物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù). 答案 (1)10 m/s (3)37 0.5 解析 (1)物塊先做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度達(dá)到傳送帶速度后,由于重力沿斜面向下的分力大于摩擦力,物塊繼續(xù)向下做勻加速運(yùn)動(dòng).從圖象可知傳送帶的速度為10 m/s. (2)開(kāi)始時(shí)物塊受到的摩擦力方向沿傳送帶向下 a1== m/s2=10 m/s2 ① mgsin θ+μmgcos θ=ma1 ② 速度相等后摩擦力的方向沿斜面向上. a2== m/s2=2 m/s2 ③ mgsin θ-μmgcos θ=ma2 ④ 聯(lián)立①②③④得:μ=0.5,θ=37. 【考點(diǎn)】傳送帶問(wèn)題 【題點(diǎn)】?jī)A斜傳送帶問(wèn)題

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本文(2018-2019高中物理 第四章 力與運(yùn)動(dòng) 微型專(zhuān)題 滑塊—木板模型和傳送帶模型學(xué)案 粵教版必修1.doc)為本站會(huì)員(max****ui)主動(dòng)上傳,裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)上載內(nèi)容本身不做任何修改或編輯。 若此文所含內(nèi)容侵犯了您的版權(quán)或隱私,請(qǐng)立即通知裝配圖網(wǎng)(點(diǎn)擊聯(lián)系客服),我們立即給予刪除!

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