牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用專題

本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建圖2

本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建圖5

圖5

本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建圖6

本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建圖10

本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建圖11

本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建本學(xué)案欄目開(kāi)關(guān)考題1評(píng)分細(xì)則考題2考題3模型構(gòu)建“傳送帶類問(wèn)題”是以真實(shí)物理現(xiàn)象為依據(jù)的問(wèn)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)和生活實(shí)際,因而這種類型題具有生命力,當(dāng)然也是高考命題專家所關(guān)注的問(wèn)題.由于“傳送帶類問(wèn)題”在高考考綱范圍內(nèi)屬于涉及力、運(yùn)動(dòng)、能量等比較綜合的一種常見(jiàn)的模型,所以是歷年來(lái)高考試題考查的熱點(diǎn).學(xué)生對(duì)這類問(wèn)題做答的得分率低.物理模型二：傳送帶類問(wèn)題

1.知識(shí)概要與方法歸納“傳送帶類問(wèn)題”分水平、傾斜兩種;按轉(zhuǎn)向分順時(shí)針、逆時(shí)針兩種.受力和運(yùn)動(dòng)分析受力分析中的摩擦力突變(大小、方向)——發(fā)生在v物與v帶相同的時(shí)刻;運(yùn)動(dòng)分析中的速度變化——相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向和對(duì)地速度變化.

分析關(guān)鍵是:(1)v物、v帶的大小方向;(2)mgsinθ與Ff的大小與方向.

2.典型例題與規(guī)律總結(jié)

(1)水平放置運(yùn)行的傳送帶處理水平放置的傳送帶問(wèn)題,首先應(yīng)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阻力還是動(dòng)力;然后對(duì)物體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析,即對(duì)靜態(tài)→動(dòng)態(tài)→終態(tài)進(jìn)行分析和判斷,對(duì)其全過(guò)程作出合理分析、推論,進(jìn)而采用有關(guān)物理規(guī)律求解.這類問(wèn)題可分為:①運(yùn)動(dòng)學(xué)型;②動(dòng)力學(xué)型;③能量守恒型;④圖象型.

例5如圖7所示,質(zhì)量為m的物體從離傳送帶高為H處沿光滑圓弧軌道下滑,水平進(jìn)入長(zhǎng)為L(zhǎng)的靜止的傳送帶,之后落在水平地面的Q點(diǎn).已知物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則當(dāng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體仍以上述方式滑下,將落在Q點(diǎn)的左邊還是右邊？圖7解析

物體從P點(diǎn)落下,設(shè)水平進(jìn)入傳送帶的速度為v0,則由機(jī)械能守恒定律得

mgH=(1)當(dāng)傳送帶靜止時(shí),分析物體在傳送帶上的受力,可知物體做勻減速運(yùn)動(dòng),a=μmg/m=μg.物體離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度為vt=,隨后做平拋運(yùn)動(dòng)而落在Q點(diǎn).(2)當(dāng)傳送帶逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體的受力情況與傳送帶靜止時(shí)相同,因而物體離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度仍為vt=,隨后做平拋運(yùn)動(dòng)而仍落在Q點(diǎn).(當(dāng)＜2μgL時(shí),物體將不能滑出傳送帶而被傳送帶送回,顯然不符合題意,舍去.)

(3)當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可能出現(xiàn)五種情況:①當(dāng)傳送帶的速度v帶較大時(shí),v帶≥則分析物體在傳送帶上的受力可知,物體一直做勻加速運(yùn)動(dòng),離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度為

v=＞vt=

因而將落在Q點(diǎn)的右邊.②當(dāng)傳送帶的速度v帶較小時(shí),v帶＜則分析物體在傳送帶上的受力可知,物體一直做勻減速運(yùn)動(dòng),離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度為vt=因而仍將落在Q點(diǎn).

③當(dāng)傳送帶的速度＜v帶＜,則分析物體在傳送帶上的受力可知,物體將在傳送帶上先做勻加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng),離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度vt＞因而將落在Q點(diǎn)右邊.④當(dāng)傳送帶的速度＞v帶＞時(shí),則分析物體在傳送帶上的受力可知,物體將在傳送帶上先做勻減速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng),離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度vt＞,因而將落在Q點(diǎn)右邊.⑤當(dāng)傳送帶的速度v帶=時(shí),則物體在傳送帶上不受摩擦力的作用而做勻速運(yùn)動(dòng),故將落在Q點(diǎn)的右邊.

綜上所述:當(dāng)傳送帶的速度v帶≤時(shí),物體仍落在Q點(diǎn);當(dāng)傳送帶的速度v帶≥時(shí),物體將落在Q點(diǎn)的右邊.答案

見(jiàn)解析

(2)傾斜放置運(yùn)行的傳送帶這種傳送帶是指兩皮帶輪等大,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送的裝置.處理這類問(wèn)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解題關(guān)鍵,正確理解題意和挖掘題中隱含條件是解決這類問(wèn)題的突破口.這類問(wèn)題通常分為:運(yùn)動(dòng)學(xué)型;動(dòng)力學(xué)型;能量守恒型.

【例8】如圖8所示,傳送帶與水平面夾角為37°,并以v=10m/s運(yùn)行,在傳送帶的A端輕輕放一個(gè)小物體,物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,AB長(zhǎng)16米,求以下兩種情況下物體從A到B所用的時(shí)間.(1)傳送帶順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng).(2)傳送帶逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng).圖8

解析

(1)傳送帶順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受力如題圖所示:

mgsinθ-μmgcosθ=ma

a=gsinθ-μgcosθ=2m/s2

x=at2

t==4s.(2)傳送帶逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),物體受力如圖:開(kāi)始摩擦力方向沿傳送帶向下,向下勻加速運(yùn)動(dòng)

a=gsin37°+μgcos37°=10m/s2

t1=v/a=1s

x1=×at2=5m

x2=11m1秒后,速度達(dá)到10m/s,摩擦力方