高三物理 牛頓運(yùn)動(dòng)定律拓展應(yīng)用之四、傳送帶模型成套專題復(fù)習(xí)課件

1、高考一輪復(fù)習(xí)研討課高考一輪復(fù)習(xí)研討課牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用與拓展牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用與拓展4 4傳送帶模型傳送帶模型 傳送帶問題是以真實(shí)物理現(xiàn)象為依據(jù)的問題，它傳送帶問題是以真實(shí)物理現(xiàn)象為依據(jù)的問題，它既能訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，又能聯(lián)系科學(xué)、生產(chǎn)和生既能訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，又能聯(lián)系科學(xué)、生產(chǎn)和生活實(shí)際，因而，這種類型問題具有生命力，當(dāng)然也就活實(shí)際，因而，這種類型問題具有生命力，當(dāng)然也就是高考命題專家所關(guān)注的問題是高考命題專家所關(guān)注的問題 一、命題趨向與考點(diǎn)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用與拓展牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用與拓展4-傳送帶模型傳送帶模型按放置分按放置分: 水平、傾斜水平、傾斜 、水平與傾斜交接、水平與傾斜交接

2、按轉(zhuǎn)向分按轉(zhuǎn)向分: 順時(shí)針、逆時(shí)針。順時(shí)針、逆時(shí)針。1傳送帶問題分類傳送帶問題分類二、知識(shí)概要與方法二、知識(shí)概要與方法2 2傳送帶問題解題策略傳送帶問題解題策略 首先根據(jù)初始條件比較對(duì)地的速度首先根據(jù)初始條件比較對(duì)地的速度 v v物物與與v v傳傳的大的大小與方向，明確物體受到的摩擦力的種類及其規(guī)律，小與方向，明確物體受到的摩擦力的種類及其規(guī)律，然后分析出物體受的合外力和加速度大小和方向，再然后分析出物體受的合外力和加速度大小和方向，再結(jié)合物體的初速度確定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。結(jié)合物體的初速度確定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。（1 1）受力分析和運(yùn)動(dòng)分析是解題的基礎(chǔ)。）受力分析和運(yùn)動(dòng)分析是解題的基礎(chǔ)。 當(dāng)當(dāng)v v

3、物物= =v v傳傳且且方向相同時(shí)，物體能否與皮帶保持相方向相同時(shí)，物體能否與皮帶保持相對(duì)靜止。采用假設(shè)法，假設(shè)能否成立關(guān)鍵看對(duì)靜止。采用假設(shè)法，假設(shè)能否成立關(guān)鍵看f f靜靜是否在是否在0- f0- fmaxmax之間之間 。對(duì)于傾斜傳送帶一般需要結(jié)合。對(duì)于傾斜傳送帶一般需要結(jié)合mgsinmgsin、 mgcosmgcos的大小關(guān)系進(jìn)行分析。（比較的大小關(guān)系進(jìn)行分析。（比較 與與tantan） 受力分析的關(guān)鍵是摩擦力的分析：受力分析的關(guān)鍵是摩擦力的分析：物體和傳送帶物體和傳送帶等速等速時(shí)刻時(shí)刻是摩擦力的大小、方向、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的是摩擦力的大小、方向、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的突變臨界點(diǎn)。突變臨界點(diǎn)。（2 2）參考

4、系的正確選擇是解題的關(guān)鍵。）參考系的正確選擇是解題的關(guān)鍵。 根據(jù)合外力和初速度明確物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是以地根據(jù)合外力和初速度明確物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是以地面為參考系的；根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式計(jì)算時(shí)，面為參考系的；根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式計(jì)算時(shí)，v、a、s都都是以地面為參考系的；而涉及到摩擦力的方向、摩擦是以地面為參考系的；而涉及到摩擦力的方向、摩擦生熱現(xiàn)象中生熱現(xiàn)象中s相相都是以傳送帶為參考系的；物體在傳送都是以傳送帶為參考系的；物體在傳送帶上的劃痕帶上的劃痕s相相= s物物-s傳傳就是以傳送帶為參考系的。就是以傳送帶為參考系的。（3）傳送帶問題中的功能分析（a a）傳送帶對(duì)物體做功：）傳送帶對(duì)物體做功：W Wf f=f

5、S=fS物物 , ,克服克服f f做功：做功：W W克克f f=fS=fS傳傳（c c）如物體無(wú)初速，放在水平傳送帶上，則在整個(gè)加如物體無(wú)初速，放在水平傳送帶上，則在整個(gè)加 速過程中物體獲得的動(dòng)能速過程中物體獲得的動(dòng)能Ek 和因摩擦而產(chǎn)生的熱量和因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q有有如下關(guān)系：如下關(guān)系：相相傳傳21()22kvtEQf sfvtmv（b b）產(chǎn)生的內(nèi)能：）產(chǎn)生的內(nèi)能：Q Q= =f fS S相對(duì)相對(duì) 處理水平放置的傳送帶問題，首先是要對(duì)放在傳處理水平放置的傳送帶問題，首先是要對(duì)放在傳送帶上的物體進(jìn)行受力分析，分清物體所受摩擦力是送帶上的物體進(jìn)行受力分析，分清物體所受摩擦力是阻力還是動(dòng)力；其二

6、是對(duì)物體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，即阻力還是動(dòng)力；其二是對(duì)物體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，即對(duì)靜態(tài)對(duì)靜態(tài)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)終態(tài)進(jìn)行分析和判斷，對(duì)其全過程作終態(tài)進(jìn)行分析和判斷，對(duì)其全過程作出合理分析、推論，進(jìn)而采用有關(guān)物理規(guī)律求解出合理分析、推論，進(jìn)而采用有關(guān)物理規(guī)律求解.這類問題可分為：這類問題可分為： 運(yùn)動(dòng)學(xué)型；運(yùn)動(dòng)學(xué)型； 動(dòng)力學(xué)型；動(dòng)力學(xué)型； 動(dòng)量守恒型；動(dòng)量守恒型； 圖象型圖象型.（一）水平放置運(yùn)行的傳送帶例例1 1：如圖所示如圖所示,一平直的傳送帶以速度一平直的傳送帶以速度v=2m/s勻速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng), 傳送帶把傳送帶把A處的工件運(yùn)送到處的工件運(yùn)送到B處處, A、B相距相距L=10m。從。從A處把工件無(wú)初速地放到

7、傳送帶上處把工件無(wú)初速地放到傳送帶上,經(jīng)過時(shí)間經(jīng)過時(shí)間t=6s,能傳送能傳送到到B處處,要用最短的時(shí)間把工件從要用最短的時(shí)間把工件從A處傳送到處傳送到B處，求傳處，求傳送帶的運(yùn)行速度至少多大送帶的運(yùn)行速度至少多大?ABv解解: 由題意可知由題意可知 t L/v, 所以工件在所以工件在6s內(nèi)先勻加速運(yùn)動(dòng)，后勻速運(yùn)動(dòng)，內(nèi)先勻加速運(yùn)動(dòng)，后勻速運(yùn)動(dòng)， 故有故有 S1=1/2vt1 S2vt2 且且 t1+t2t S1S2L 聯(lián)立求解得聯(lián)立求解得: t12s； v=at1, a1m/s2 若要工件最短時(shí)間傳送到若要工件最短時(shí)間傳送到B處，工件加速度仍為處，工件加速度仍為a，設(shè)傳送帶速度為設(shè)傳送帶速度為v

8、 ，工件先加速后勻速，同上，工件先加速后勻速，同上L1/2 v t1 v t2 又又avt 1t2tt1 聯(lián)立求解聯(lián)立求解得得)avt (vavL 22將將式化簡(jiǎn)得式化簡(jiǎn)得avvLt2 從從式看出式看出 常量常量 aLavvL22, t 有最小值有最小值. 因而因而時(shí)時(shí)即即aLvavvL22 故當(dāng)故當(dāng)m/s47410122.aLvv 通過解答可知工件一直加速到通過解答可知工件一直加速到B所用時(shí)間最短所用時(shí)間最短 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1.1.如圖所示，水平傳送帶以如圖所示，水平傳送帶以2m/s2m/s的速的速度運(yùn)動(dòng)，傳送帶長(zhǎng)度運(yùn)動(dòng)，傳送帶長(zhǎng)ABAB20m20m今在其左端將一工件今在其左端將一工件輕輕

9、放在上面，工件被帶動(dòng)，傳送到右端，已輕輕放在上面，工件被帶動(dòng)，傳送到右端，已知工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦系數(shù)知工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦系數(shù)0.10.1試求這試求這工件經(jīng)過多少時(shí)間由傳送帶左端運(yùn)動(dòng)到右端？工件經(jīng)過多少時(shí)間由傳送帶左端運(yùn)動(dòng)到右端？ABAvBvssmasvvAB/322asvvAB2222/1smgasmgsvvAB/2322smvsm/4/2322/1smgasmv/23smvB/23變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2.2.QPA傳送帶問題關(guān)鍵是摩擦力的分析傳送帶問題關(guān)鍵是摩擦力的分析對(duì)于摩擦力，先看種類，后看規(guī)律對(duì)于摩擦力，先看種類，后看規(guī)律 傾斜傾斜傳送帶是指兩皮帶輪等大，軸心共面但不在傳送帶是指兩

10、皮帶輪等大，軸心共面但不在同一水平線上（不等高），傳送帶將物體在斜面上傳同一水平線上（不等高），傳送帶將物體在斜面上傳送的裝置處理這類問題，同樣是先對(duì)物體進(jìn)行受力送的裝置處理這類問題，同樣是先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，再判斷摩擦力的方向是關(guān)鍵，正確理解題意和分析，再判斷摩擦力的方向是關(guān)鍵，正確理解題意和挖掘題中隱含條件是解決這類問題的突破口這類問挖掘題中隱含條件是解決這類問題的突破口這類問題通常分為：運(yùn)動(dòng)學(xué)型；動(dòng)力學(xué)型；能量守恒型題通常分為：運(yùn)動(dòng)學(xué)型；動(dòng)力學(xué)型；能量守恒型 （二）傾斜放置運(yùn)行的傳送帶AB37AB37f10037cos37sinmamgmg2001/10)37cos37(sinsmga

11、savt111mtas521211AB37f20037cos37sinmamgmg2002/2)37cos37(sinsmga222221tavtsL受力分析和運(yùn)動(dòng)分析是基礎(chǔ)，加速度是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁受力分析和運(yùn)動(dòng)分析是基礎(chǔ)，加速度是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁若若tantan時(shí)，物體加速至與傳送帶速度相同后，將與傳時(shí)，物體加速至與傳送帶速度相同后，將與傳送帶相對(duì)靜止一起勻速運(yùn)動(dòng)；若送帶相對(duì)靜止一起勻速運(yùn)動(dòng)；若tantan時(shí)，物體加速至與時(shí)，物體加速至與傳送帶速度相同后，仍將繼續(xù)加速傳送帶速度相同后，仍將繼續(xù)加速摩擦力可以是動(dòng)力，也可以是阻力摩擦力可以是動(dòng)力，也可以是阻力題后反思：題后反思：AB37s

12、aSt421622f20037cos37sinmamgmg2002/2)37cos37(sinsmga221atL 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3.3.重物重物A放在傾斜的皮帶傳送機(jī)上放在傾斜的皮帶傳送機(jī)上,它和皮帶一它和皮帶一直相對(duì)靜止沒有打滑，如圖所示。傳送帶工作時(shí)，關(guān)于直相對(duì)靜止沒有打滑，如圖所示。傳送帶工作時(shí)，關(guān)于重物受到摩擦力的大小，下列說(shuō)法正確的是重物受到摩擦力的大小，下列說(shuō)法正確的是: ( ) A、重物靜止時(shí)受到的摩擦力一定小于它斜向上運(yùn)動(dòng)、重物靜止時(shí)受到的摩擦力一定小于它斜向上運(yùn)動(dòng) 時(shí)受到的摩擦力時(shí)受到的摩擦力 B、重物斜向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)、重物斜向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度越大加速度越大, 摩擦力

13、一定越大摩擦力一定越大 C、重物斜向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)、重物斜向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí).加速度加速度 越大越大.摩擦力一定越大摩擦力一定越大 D、重物斜向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度、重物斜向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度 越大，摩擦力一定越大越大，摩擦力一定越大 ABB例例3.3. 傳送裝置如圖所示，水平部分傳送裝置如圖所示，水平部分L LABAB=2m=2m，斜，斜面部分面部分L LBCBC=4m=4m，=37=37，傳送帶沿圖示方向運(yùn)，傳送帶沿圖示方向運(yùn)動(dòng)，速率動(dòng)，速率v=2m/s=2m/s。將一工件。將一工件P P輕放于輕放于A A處，經(jīng)傳處，經(jīng)傳送帶運(yùn)送到送帶運(yùn)送到C C處，其間工件未脫離傳送帶。工件處，其間工件未脫離傳送帶

14、。工件與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25=0.25，求，求: :工件從工件從A A到到C C經(jīng)歷的時(shí)間經(jīng)歷的時(shí)間t=?t=?ABCPV變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練4.4.測(cè)定運(yùn)動(dòng)員體能的一種裝置如圖所示，運(yùn)動(dòng)測(cè)定運(yùn)動(dòng)員體能的一種裝置如圖所示，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為員的質(zhì)量為m1，繩拴在腰間沿水平方向跨過滑輪（不計(jì)，繩拴在腰間沿水平方向跨過滑輪（不計(jì)滑輪摩擦和質(zhì)量），繩的另一端懸吊的重物質(zhì)量為滑輪摩擦和質(zhì)量），繩的另一端懸吊的重物質(zhì)量為m2，人用力向后蹬傳送帶而人的重心不動(dòng)，設(shè)傳送帶上側(cè)以人用力向后蹬傳送帶而人的重心不動(dòng)，設(shè)傳送帶上側(cè)以速度速度V向后運(yùn)動(dòng)，則向后運(yùn)動(dòng)，則 ( )人對(duì)傳送帶不做功人對(duì)傳

15、送帶不做功 人對(duì)傳送帶做功人對(duì)傳送帶做功人對(duì)傳送帶做功的功率為人對(duì)傳送帶做功的功率為m2gV人對(duì)傳送帶做功的功率為人對(duì)傳送帶做功的功率為(m1+m2)gV傳送帶對(duì)人做功的功率為傳送帶對(duì)人做功的功率為m1gVA B C D m2Vm1C變式訓(xùn)練5.如圖所示，質(zhì)量為m的物體在水平傳送帶上由靜止釋放，傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，始終保持以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物體過一會(huì)兒能保持與傳送帶相對(duì)靜止，對(duì)于物體從靜止釋放到相對(duì)靜止這一過程下列說(shuō)法正確的是 ( ) A電動(dòng)機(jī)多做的功為0.5mv2 B摩擦力對(duì)物體做的功為0.5mv2 C傳送帶克服摩擦力做功為0.5mv2 D電動(dòng)機(jī)增加的功率為mgvBD變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練6.6.如圖所示如圖所示,一水平方向足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒一水平方向足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速度定的速度v1沿順時(shí)針