江苏专用版版高考物理大一轮复习第三章微专题2传送带模型板块模型课件.docx
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江苏专用版版高考物理大一轮复习第三章微专题2传送带模型板块模型课件
微专题2传送带模型、板块模型
k君点突破
考点一水平传送带模型
考点二倾斜传送带模型
考点三木板一滑块模型分析
考点一水平传送带模型
1冰平传送带模型
项目
情景1
情景2
图示
物块可能的运动情况
a.可能一直加速;b.可能先加速后匀速
情景3
2•传送带模型问题的分析流程
摩擦力_加速度速度变方向方向化情况
能否共速
是否返回
例1如图所示,水平传送带两端相距兀=8m,工件与传送带间的动摩擦因数〃=0・6,工件滑上4端时速度忙10m/s,设工件到达B端时的速度为vBo(取g=10m/s2)
B\A
(1)若传送带静止不动,求巾;
解析⑴根据牛顿第二定律可矢W/img=maMa=/Lig=6m/s[且i-1*-lax.
故巾=2m/So
(2)能。
当传送带顺时针转动时,工件受力不变,其加速度不发生变化,仍然始终减速,故工件到达B端的速度卩产2m/So
⑶工件速度达到13m/s时所用时间为t{=s,运动的位移为“以
a
i+B
匀速运动的位移乜=炉兀[=2.25rn^W~0.17s,Z=?
i+A=0.67s。
考点二倾斜传送带模型
倾斜传送带模型
项目
图示
物块可能
情景1
)
a・可能一直加速;
b.可能先加速后匀:
情景2
(
a.可能一直加速;
b.可能先加速后匀;
c.可能先以必n矚
例2如图所示,传送带与地面夹角归37。
从A到B长度为L=10.25m,传送带以Vo=lOm/s的速率逆时针转动。
在传送带上端A无初速度地放一个质量为观=0.5kg的黑色煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为
5o煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。
已知sin37°=0.6,g=10m/s2,
求:
(1)煤块从4到B的时间;
即下滑5m与传送带速度相等
达到儿后,受到向上的摩擦力,由于"Van37。
煤块仍将加速下滑,如图乙,tz2=g(sin和cos<9)=2m/s2
兀2=厶-兀i=5.25m
X2=VoZ2+B他,得7=0・5s
则煤块从A到B的时间为t=t{+t2=1.5s
(2)第一辽桂狼辺蚩心尸吋广./=5
I
■
第二过程痕迹长心2=兀2-皿=0.25m
Ax?
与心1的一部分重合
故痕迹总长为5m
V
mg
乙
m
方法技巧
解答传送带问题应注意的事项
(1)比较物体和传送带的初速度情况,分析物体所受摩擦力的大小和方向,其主要目的是得到物体的加速度。
(2)关注速度相等这个特殊时刻,水平传送带中两者一块匀速运动,而倾斜传送带需判断〃与tan0的关系才能决定物体以后的运动。
⑶得出运动过程中两者相对位移情况,以后在求解摩擦力做功时有很大作用。
考点三木板一滑块模型分析
1•模型特征木板一滑块模型(如图a),涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热、多次相互作用,属于多物体、多过程问题,知识综合性较强,对能力要求较高,故频现于高考试卷中。
另外,常见的子弹射击木板(如图b)、圆环在直杆中滑动(如图c)都属于滑块类问题,处理方法与木板一滑块模型类似。
—>
B
V
A|
^/////////////////////////A
图a
□>
〃////,/〃〃/7/'/〃/〃///
2•思维模板
滑块与木板分离
滑块与木板没分离.
假设速度相等后,加
速度也相等
例3如图所示,将小舷码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,誌码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。
若硅码和纸板的质量分别为"和加2,各接触面间的动摩擦因数均为“。
重力加速度为g。
拉力
->
解析
(1)万去码对纸板的摩擦力t=/bun\g桌面对纸板的摩擦力左二“("+加2)gf=fl+f2
解得削(2加]+加2)g
(2)设耘码的加速度为4,纸板的加速度为如则
F-frf2=m2a2
若发生相对运动,则“2>“解得F>2卩伽+化比
⑶纸板抽岀前M去码运动的距离兀尸■c
纸板运动的距离为d+x^■a2
纸板抽出后,硅码在桌面上运动的距离
l=x{+x2
由zeS思、知ci\"=d^ci\t\=2ci^t2
解得F=2//[m1+(l+B)m2]g
代入数据得F=22.4N
一个转折
两个关联
方法技巧
分析木板一滑块类模型应注意的“一个转折”“两个关联”O
極麻祓茨蔽簸金薪砸耘苗IIT聖理运型辔弯鯉?
西邑J
|转折前、后受力情况之间的关联和滑块、木板;:
位移与板长之间的关联。
一般情况下,由于摩;;擦力或其他力的转变,转折前、后滑块和木板;:
的加速度都会发生变化,因此以转折点为界,;!
对转折前、后进行受力分析是建立模型的关霍
加速度不同的连接体中的临界问题
例4一个弹簧放在水平地面上,0为与轻弹簧上端连在一起的秤盘f为一重物,已知P的质量M=l0.5kg,0的质量加=1・5kg,弹簧的质量不计,劲度系数£=800N/m,系统处于静止。
如图所示,现给P施加一个方向竖
直向上的力F,使它从静止开始向上做匀加速运动,已知在前0.2s内,F为变力,0.2s以后,F为恒力。
求力F的最大值与最小值。
(取g=iom/s2)
答案168N72N
解析设开始时弹簧压缩量为儿匸0.2s时弹簧的压缩量为血物体P的加速度为",则有
kx{=(M+m)g
kx2-mg=ma
X|-%2=BClf
I
得可S如
k
得a=6m/s2
F,b=(Af+m)t/=72N,Fx=M(g+a)=168N
例5如图所示,质量均为加的4、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,用大小等于加g的恒力F向上拉5运动距离力时0与A分离。
下列说法
正确的是()
A.B和4刚分离时,弹簧长度等于原长
B.B和A刚分离时,它们的加速度为g
C.弹簧的劲度系数等于牛
D.在B与4分离之前,它们做匀加速直线运动
解析4、B分离前4、B共同做加速运动,由于F是恒力,而弹力是变力,故4、B做变加速直线运动,当两物体要分离时,几尸0,对B有F-mg=加/对4有kx-mg=ma,即时,4、B分离,此时弹簧仍处于压缩状态,由F=蚀,设用恒力F拉B前弹簧压缩量为如,则2mg=kx0,h=x0-x,解得k=丄综上所述,只有C项正确。
随堂巩
1.(2019泰兴中学月考)如图所示,一个人在玩滑板车,她一只脚蹬地后,车与人获得一起向前运动的速度。
已知人的质量为M,滑板车的质量为加,人蹬地时获得向前的动力为F。
,滑板车向前运动时受到的阻力为/;则
A・F°_定等于/
B.人与滑板车之间的摩擦力等于F°
c・人与滑板车之间的摩擦力等于业Ml
M+m
D.人与滑板车之间的动摩擦因数只能小于一
HI
答案C脚蹬地时,人和滑板车一起向前加速,对整体分析,则一定有F
。
”故A项错误;对人分析,则代大于滑板车对人的摩擦力九故B项错误;对车分析,人与滑板车之间的摩擦力/;大于■/;再对人分析可知,动摩擦因数等于人与滑板车之间的摩擦力除以Mg,故人与滑板车之间的动摩擦因数大于丄wD项错误;对整体分析,根据牛顿第二定律有沪(M+m)g,对
滑板车分析有//心,联立解得/皿故t吻正确。
M+m
2.(多选)如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪,用于对旅客的行李进行安全检查。
其传送装置可简化为如图乙的模型,紧绷的传送带始终保持xlm/s的恒定速率运行。
旅客把行李无初速度地放在4处,设行
李与传送带之间的动摩擦因数—0.14、B间的距离为2m,g取lOm/M。
若乘客把行李放到传送带的同时也以u=lm/s的恒定速率平行于传送带
甲乙
A.乘客与行李同时到达B处
B乘客提前0.5s到达B处
C.行李提前0.5s到达B处
D.若传送带速度足够大,行李最快也要2s才能到达B处
答案BD行李放在传送带上,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运
动。
加速度为a=/ig=\m/s[历时/]=■=1s达到共同速度,位移兀勺?
i=0.5I!
m,此后行李匀速运动心壬卫S到达5共用2.5S;乘客到达5历时U
丄=2s,A、C项错误,B项正确;若传送带速度足够大,行李一直加速运
r
动,最短运动时间/mi尸f^2s,D项正确。
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