2019高考物理快速提分法模型八传送带学案(含解析).docx
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1、1传送带问题传送带问题是以真实物理现象为依据的问题,它既能训练学生的科学思维,又能联系科学、生产和生活实际,因而,这种类型问题具有生命力。力学中的传送带问题,一般归纳起来可分为三大类:水平放置运行的传送带;倾斜放置运行的传送带;平斜交接放置运行的传送带.在处理传送带问题时尤其要注意在传送带上运动物体所受摩擦力的突变。传送带的类型1水平放置运行的传送带处理水平放置的传送带问题,首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析,分清物体所受摩擦力是阻力还是动力;其二是对物体进行运动状态分析,即对静态动态终态进行分析和判断,对其全过程作出合理分析、推论,进而采用有关物理规律求解.2倾斜放置运行的传送带这种传
2、送带是指两皮带轮等大,轴心共面但不在同一水平线上(不等高) ,传送带将物体在斜面上传送的装置处理这类问题,同样是先对物体进行受力分析,而判断摩擦力的方向是关键,正确理解题意和挖掘题中隐含条件是解决这类问题的切入点和突破口3平斜交接放置运行的传送带这种类型一般可分为两种,一是传送带上仅有一个物体运动,二是传送带上有多个物体运动,解题思路与前面两种相仿,都是从力的观点和能量转化守恒角度去思考,挖掘题中隐含的条件和关键语句,从而找到解题突破口和切入点经典例题 如图所示,皮带传动装置的两轮间距 L=8m,轮半径 r=0.2m,皮带呈水平方向,离地面高度 H=0.8m,一物体以初速度 smv/10从平台
3、上冲上皮带,物体与皮带间动摩擦因数 6., (g=10m/s 2)求:(1)皮带静止时,物体平抛的水平位移多大?(2)若皮带逆时针转动,轮子角速度为 72rad/s,物体平抛的水平位移多大?(3)若皮带顺时针转动,轮子角速度为 72rad/s,物体平抛的水平位移多大?2小锦囊解答此题的关键是要求学生分析物理过程,建立清晰的物理情景,并注意到过程之间的内在联系,弄清过程之间的重复性和周期性分析与解答:求皮带静止时,物块离开皮带时的速度 1v,设物体的加速度大小为 amgffa得: gsmaLv/2201求平抛运动的水平位移 tvsHt 8.0:4. 1平 抛物块与皮带的受力情况及运动情况均与相同
4、,所以落地点与相同. s2=s1=0.8m 皮带顺时针转动时, 0/4.1vsmrv皮 ,物块相对皮带向左运动,其受力向右,向右加速 2/6smga若一直匀加速到皮带右端时速度: 皮vsaLv/14202变式 1 如图所示,水平传送带长8.3m,质量为1kg 的木块随传送带一起以 12m/s 的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定) ,木块与传送带间的动摩擦因数 0.5.当木块运动至最左端点时,一颗质量为20g 的子弹以 0300m/s 水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度50m/s,以后每隔 1s 就有一颗子弹射中木块,设子弹射穿木块的时间极短,且每次射入点各不相同,g 取 10m/
5、s2.(1)第一颗子弹射入木块并穿出时,木块速度多大?(2)求在被第二颗子弹击中前,木块向右运动离点的最大距离(3)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中?分析与解答:(1)设子弹第一次射穿木块后的速度为(方向向右) ,则在第一次射穿木块的过程中,对木块和子弹整体由动量守恒定律(取向右方向为正)得: 0 1,可解得3m/s,其方向应向右(2)木块向右滑动中加速度大小为5m/s 2,以速度3m/s 向右滑行速度减为零时,所用时间为 t10.6s,显然这之前第二颗子弹仍未射出,所以木块向右运动离 A 点的最大距离 Sm0.9m(3)木块向右运动到离 A 点的最大距离之后,经 0.4S 木块向左作匀加
6、速直线运动,并获得速度 V”,m v0MA v1 B3小锦囊此题先从工件由匀加速直线运动直至匀速与传送带保持相对静止,从而求出加速度,再由数学知识求得传送带的速度为何值时,其工件由到的时间最短,这正是解题的突破口和关键,这是一道立意较新的运动学考题,也是一道典型的数理有机结合的物理题。V0.42m/s,即恰好在与皮带速度相等时第二颗子弹将要射入注意到这一过程中(即第一个 1 秒内)木块离 A 点 S1S 2)t-a(10.5m第二次射入一颗子弹使得木块运动的情况与第一次运动的情况完全相同,即在每一秒的时间里,有一颗子弹击中木块,使木块向右运动 0.9m,又向左移动 S 0.4 2=0.4,每一
7、次木块向右离开12A 点的距离是 0.5m显然,第 16 颗子弹恰击中木块时,木块离 A 端的距离是S2150.5m=7.5m,第 16 颗子弹击中木块后,木块再向右运动S 28.3m7.5m0.8mv 1,其加速度均为 a,此过程中总有 m2均大于 m1的速度,故二者都相对传送带静止时距离最大,设为 Smm1相对滑动的时间为: t1=( v1v ) /a=2.0sm2相对滑动的时间为: t2=( v1v 2) /a=1.5sm1相对滑动的时间内 m2先加速后匀速,则Sm=S2mS1m=v 2t2+at /2+v1( t1t2) ( v 1t1+at 2/2) =0.875m 变式 4 如图所
8、示为车站使用的水平传送带的模型,它的水平传送带 AB 的长度为L8m,传送带的皮带轮的半径均为 R0.2m,传送带的上部距地面的高度为 h0.45m,现有一个旅行包(视为质点)以 v0的初速度水平地滑上水平传送带已知旅行包与皮带之间的动摩擦因数为 0.6本题中 g 取 10m/s2试讨论下列问题:若传送带静止,要使旅行包滑到 B 端后离开 B 端做平抛运动则旅行包滑上水平传送带的初速度 v0至少为多少?v带5设皮带轮顺时针匀速转动,并设水平传送带长度仍为 8m,旅行包滑上传送带的初速度恒为 10m/s若皮带轮的角速度 1=40 rad/s,旅行包落地点距 B 端的水平距离是多少?设皮带轮以不同
9、的角速度顺时针匀速转动,旅行包滑上传送带的初速度恒为10m/s画出旅行包落地点距 B 端的水平距离 s 随皮带轮的角速度 变化的图象 (画图时,不要求写出计算过程)分析与解答:旅行包做匀减速运动,a=g=6(m/s 2)旅行包到达 B 端的速度为 v 则 mg=mv2/R 旅行包滑上水平传送带的初速度 v02= v2+2aL 解得: v0= 27 m/s=9.9m/s 当 140 rad/s 时,皮带速度为 )/(81smRv当旅行包速度也为 smv/8时,在皮带上运动了 )(31264020avs8m ,以后旅行包作匀速直线运动所以旅行包到达 B 端的速度也为 )/(81sv包的落地点距 B
10、 端的水平距离为 s1=v1t=v1 gh28 1045.2.4(m)见图经典例题 传送带是一种常用的运输工具,它被广泛地应用于码头、车站、机场等。如图所示,水平传送带在电动机带动下始终匀速运动,速度大小恒为 V,现将质量 m 的货物轻轻放在传送带上的 A 点。它在传送带上滑动一段距离到 B 点速度才达到 V,此后与传送带同步运动。设货物与传送带间的动摩擦因素为 。求:20 40 60 80 1004.83.62.41.26(1)货物从 A 点运动 B 点的过程中,摩擦力对货物所做的功。(2)在货物从 A 点运动到 B 点的这段时间内,电动机多消耗的电能分析与解答::(1)物体由 A 运动到
11、B 的过程中,根据动能定理得,克服摩擦力做功为W=fS 货 =mV2/2 (2)由功能关系得,电动机多消耗的电能等于物体增加的动能与系统增加的内能之和增加的内能 E 内 =f(S 传 S 货 )= mV2/2多消耗的电能为 E 电 =E K+E 内 =mV2变式 1 如图所示, AB 是固定于竖直平面内的 圆弧形光滑轨道,末端 B 处的切线方向14水平。一物体(可视为质点) P 从圆弧最高点 A 处由静止释放,滑到 B 端飞出,落到地面上的 C 点。测得 C 点与 B 点的水平距离 OC L, B 点距地面的高度 OB h。现在轨道下方紧贴 B 端安装一个水平传送带,传送带的右端与 B 点的距
12、离为 ,当传送带静止时,让物体 PL2从 A 处由静止释放,物体 P 沿轨道滑过 B 点后又在传送带上滑行并从传送带的右端水平飞出,仍然落到地面上的 C 点。求:(1)物体 P 与传送带之间的摩擦因数 。(2)若在 A 处给物体 P 一个竖直向下的初速度,物体 P从传送带的右端水平飞出后,落到地面上的 D 点,求 OD 的大小。(3)若驱动轮转动、带动传送带以速度 v 匀速运动,再把物体 P 从 A 处由静止释放,物体 P 落到地面上,设着地点与 O 点的距离为 x,求出 x 与传送带上表面速度 v 的函数关系。分析与解答:(1)无传送带时,物体从 B 运动到 C,做平抛运动,设物体在 B 点
13、的速度为 vB,由 L vBt; h gt2,得: vB L12 g/2h有传送带时,设物体离开传送带时的速度为 v1,由平抛规律: v1 t 及 h gt2,L2 12由动能定理: mg mvE2 mv12L2 12 12A BV。 。7解得: v1 vE , 3 L/8h12 L2 g/2h(2)设物体离开传送带时的速度为 v2:由动能定理: mgR mg mv22 mv02(2 分)又 mgR mvE2L2 12 12 12可得: OD v2t 。变式 2 如图所示,两圆柱体 A、 B 的半径均为 r0.2m,圆柱体圆心间的距离s1.6m,在机械带动下,均以 8rad/s 的角速度顺时针
14、旋转,两圆柱的轴平行且在同一水平面上,均匀木板放置在两个圆柱体上面,柱面与木板间的动摩擦因数 0.16开始时,木板的重心恰在 B 的正上方若木板由静止开始运动,则当它的重心恰好到达 A 的正上方时,经历的时间为( g 取 10m/s2)A1 s B s C1.5 s D2 s 分析与解答:木板受圆柱体 A、 B 的滑动摩擦力作用,由静止开始向右做匀加速直线运动, 2fNmg, 21.6m/sfag,经过时间 80.2s=16rta,木板运动速度与圆柱体 A、 B 的线速度相等,此时木板向右运动了距离 .mlt此后木板与圆柱体间无相对运动,不受摩擦力,做匀速直线运动, 1.608s=.52slt
15、r,总时间为 1.5s答案为 C 变式 3 如图所示,完全相同的 A、 B 两物块随足够长的水平传送带按图中所示方向匀速运动 AB 间夹有少量炸药,对 A、 B 在炸药爆炸过程及随后的运动过程有下列说法,其中正确的是:A. 炸药爆炸后瞬间, A、 B 两物块速度方向一定相同B.炸药爆炸后瞬间, A、 B 两物块速度方向一定相反C.炸药爆炸过程中, A、 B 两物块组成的系统动量不守恒D. A、 B 在炸药爆炸后至 A、 B 相对传送带静止过程中动量守恒分析与解答:炸药爆炸后, A 物体的速度是否反向,取决于炸药对两物块推力的冲量,应该存在三种可能,速度为零、反向和保持原来的方向。由于炸药对两物
16、块的冲量大小相等,方向相反,所以两物块的动量变化一定大小相等,又两物块受到的摩擦力大小相等,A BAB A8方向相反,故两物块一定同时相对传送带静止,这样可以判断在炸药爆炸后传送带对两物块的冲量大小相等,方向相反,故两物块组成的系统动量守恒答案为 D变式 4 如 图 所 示 , 质 量 M=20kg 的 物 体 从 光 滑 曲 面 上 高 度 H=0 8m 处 释 放 , 到 达 底 端 时 水平 进 入 水 平 传 送 带 , 传 送 带 由 一 电 动 机 驱 动 着 匀 速 向 左 传 动 , 速 率 为 3m s, 已 知 物 体 与 传 送 带间 的 动 摩 擦 因 数 =0 1,
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