《2022年高考物理考前专题突破专题传送带问题探究精品.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年高考物理考前专题突破专题传送带问题探究精品.docx(35页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载一、重要位置:二、突破策略:(1)突破难点1 加速度相对较大, 物体和传送带不能保持相对静止,物体与传送带之间的动摩擦因数较小,将跟不上传送带的运动,但它相对地面仍旧是向前加速运动的,它们之间存在着滑动摩擦力,同样物体的加速就是该摩擦力的结果,因此物体肯定受沿传送带前进方向的摩擦力;名师归纳总结 如物体与传送带保持相对静止一起匀速运动,就它们之间无摩擦力,否就物体不行能匀第 1 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载速运动;如物体以大于传送带的速度沿传
2、送带运动方向滑上传送带,就物体将受到传送带供应的使它减速的摩擦力作用,直到减速到和传送带有相同的速度、相对传送带静止为止;因此该摩擦力方向肯定与物体运动方向相反;如物体与传送带保持相对静止一起匀速运动一段时间后,开头减速, 因物体速度越来越小,故受到传送带供应的使它减速的摩擦力作用,方向与物体的运动方向相反,传送带就受到与传送带运动方向相同的摩擦力作用;如传送带是倾斜方向的,情形就更为复杂了,由于在运动方向上,物体要受重力沿斜面的下滑分力作用,运动趋势方向;该力和物体运动的初速度共同打算相对运动或相对例 1:如图 21 所示,传送带与地面成夹角 =37 ,以 10m/s 的速度逆时针转B =0
3、.5 ,图 21 动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5 的物体,它与传送带间的动摩擦因数已 知 传送 带从A B的 长度L=16m , 就 物 体从A到需要的时间为多少?名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载【总结】 该题目的关键就是要分析好各阶段物体所受摩擦力的大小和方向,如 0.75 ,其次阶段物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动;如L5m,物体将始终加速运动;因此,在解答此类题目的过程中,对这些可能显现两种结果的特殊 过程都要进行判定;例 2:如图 22 所示,传送带与地面成夹角 =3
4、0 ,以 10m/s 的速度逆时针图 22 转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5 的物体,它与传送带间的动摩擦因数 =0.6 ,已知传送带从AB 的长度 L=16m,就物体从A到 B 需要的时间为多少?amgsinmmgcos8 . 46 m/s2;这样的加速度只能维护到物体的速度达到10m/s 为止,其对应的时间和位名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载移分别为:t1v10s.118 s ,a8 . 462s 12a5 .91 m16m 以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上,其加速度大小为
5、零(由于mgsin mgcos );设物体完成剩余的位移10s 所用的时间为2t ,就s 20t2,. 09s11.27s;16m 5.91m=10t2解得:2t100.9s,所以:t总1 .18s由于传送带比较短,物体将始终加速运动;【解析】 物体放上传送带以后,开头一段时间,其运动加速度amgsinmmgcos10m/s2;这样的加速度只能维护到物体的速度达到 移分别为:t1v10s1 s ,a102s 12a5 m10m/s 为止,其对应的时间和位名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载此时物休
6、刚好滑到传送带的低端;所以:t总1s;上,大小等于重力的下滑分力;【总结】 该题目的关键就是要分析好各阶段物体所受摩擦力的大小和方向,并对物体加速到与传送带有相同速度时,是否已经到达传送带顶端进行判定;此题的一种错解就是:名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 所以:学习好资料欢迎下载L1 at 22t2L=9.13s a好草图分析,找准物体和传送带的位移及两者之间的关系;同学初次遇到“ 皮带传送” 类型的题目,由于皮带运动,物体也滑动,就有点理不清头绪了;解决这类题目的方法如下:选取讨论对象, 对所选讨论对象进行隔离处
7、理,就是一个化难为简的好方法; 对轻轻放到运动的传送带上的物体,由于相对传送带向后滑动,受到沿传送带运动方向的滑动摩擦力作用,打算了物体将在传送带所给的滑动摩擦力作用下,做匀加速运动, 直到物体达到与皮带相同的速度,不再受摩擦力, 而随传送带一起做匀速直线运动;传送带始终做匀速直线运动,要想再把两者结合起来看,就需画一运动过程的位移关系图就可让同学轻松把握;例题 5:在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带;当旅客把行李放名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载到传送带上时, 传送带对
8、行李的滑动摩擦力使行李开头做匀加速运动;随后它们保持相对静止,行李随传送带一起前进;设传送带匀速前进的速度为 0.25m/s ,把质量为 5kg 的木箱静止放到传送带上,由于滑动摩擦力的作用,木箱以 6m/s 2 的加速度前进,那么这个木箱放在传送带上后,传送带上将留下一段多长的摩擦痕迹?解法二: 以匀速前进的传送带作为参考系设传送带水平向右运动;木箱刚放在传送带上时,相对于传送带的速度v=0.25m/s, 方向水平向左;木箱受到水平向右的摩擦力 F 的作用,做减速运动,速度减为零时,与传送带保持相对静止;木箱做减速运动的加速度的大小为a6m/s2木箱做减速运动到速度为零所通过的路程为xv02
9、0. 252m0 .0052m5 mm2a26即留下 5mm长的摩擦痕迹;【总结】 分析清晰行李和传送带的运动情形,相对运动通过速度位移关系是解决该类问名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载题的关键;例题 6:一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为;初始时,传送带与煤块都是静止的;现让传送带以恒定的加速度 a0 开头运动,当其速度达到 v0 后,便以此速度做匀速运动;经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动;求此黑色痕迹的长度
10、;【审题】 此题难度较大, 传送带开头阶段也做匀加速运动了,后来又改为匀速,物体的运动情形就受传送带的运动情形制约,由题意可知,只有 g a0 才能相对传送带滑动,否就物体将与传送带始终相对静止;因此该题的重点应在对物体相对运动的情形分析、相对位移的求解上,需要较高的分析综合才能;名师归纳总结 由以上各式得l2 v 0a 0a gg分别对两个物体的全过程求位移;第 8 页,共 21 页2【小结】本方法的思路是整体分析两物体的运动情形,- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载方法三:名师归纳总结 传送带加速到v0 ,有v 0a t g t
11、第 9 页,共 21 页传送带相对煤块的速度va0- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载【小结】 本方法的思路是用相对速度和相对加速度求解;关键是先选定好过程,然后对过程进行分析,找准相对初末速度、相对加速度;v v0方法四:用图象法求解画出传送带和煤块的Vt 图象,如图2 6 所示;O t 1图 2 6 t2t 其中t 1v 0,t2v 0g,a0黑色痕迹的长度即为阴影部分三角形的面积,有:l1v t2t11v 0v 0v 02 v 0 a 0a gg22ga 02【总结】 此题题目中明确写道: “ 经过一段时间,煤块在传送带上留下一
12、段黑色痕迹后,煤名师归纳总结 块相对于传送带不再滑动;” 这就说明第一阶段传送带的加速度a 大于煤块的加速度g ;第 10 页,共 21 页例 7: 一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中心;桌布的一边与桌的AB边重- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载2;现突合,如图 27,已知盘与桌布间的动摩擦因数为l,盘与桌面间的动摩擦因数为然以恒定加速度a 将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于 AB边;如圆盘最终未从桌面掉下,就加速度a 满意的条件是什么. 以 g 表示重力加速度【审题】 这是一道特殊复杂的综合题,不仅物理过程多,而
13、且干扰因素也多;乍看不是传送带的题目, 但处理方法与例题 6 几乎完全相同; 可以将题中复杂的物理过程拆散分解为如下3 个小过程,就可以化繁为简、化难为易,轻易破解此题;过程 1:圆盘从静止开头在桌布上做匀加速运动至刚离开桌布的过程;过程 2:桌布从突然以恒定加速度 段时间内做匀加速运动的过程;过程速直线运动的过程;a 开头抽搐至圆盘刚离开桌布这 3:圆盘离开桌布后在桌面上做匀减名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载3. 圆盘离开桌布后在桌面上做匀减速直线运动的过程;设圆盘离开桌布后在桌面上作匀减
14、速运动,由牛顿其次定律: 2mgma2 由运动学学问:v 1 2=2a2 x 2 盘没有从桌面上掉下的条件是:以 a2表示加速度的大小, 运动 x2 后便停下,名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - x2学习好资料欢迎下载1 Lx1 2由以上各式解得:a 1221g2质量为 M的长直平板,停在光滑的水平面上,一质量为m的物体,以初速度v0 滑上长板,已知它与板间的动摩擦因数为 ,此后物体将受到滑动摩擦阻力作用而做匀减速运动,长板将受到滑动摩擦动力作用而做匀加速运动,最终二者将达到共同速度;其运动位移的关系如图 29 所
15、示;图 29 该过程中,物体所受的滑动摩擦阻力和长板受到滑动摩擦动力是一对作用力和反作用力,名师归纳总结 W物 mgx物第 13 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - W板 mgx板学习好资料欢迎下载物体轻轻放在传送带上,由于物体的初速度为0,传送带以恒定的速度运动,两者之间有相对滑动, 显现滑动摩擦力;作用于物体的摩擦力使物体加速,直到它的速度增大到等于传送带的速度, 作用于传送带的摩擦力有使传送带减速的趋势,但由于电动机的作用,保持了传送带的速度不变; 尽管作用于物体跟作用于传送带的摩擦力的大小是相等的,但物体与传送带运动的位移是不同的
16、,由于两者之间有滑动;假如物体的速度增大到等于传送带的速度经历的时间为 t ,就在这段时间内物体运动的位移小于传送带运动的位移;在这段时间内,传送带克服摩擦力做的功大于摩擦力对物体做的功 这功转变为物体的动能 ,两者之差即为摩擦发的热; 所谓传送带克服摩擦力做功,所供应的;归根究竟是电动机在维护传送带速度不变的过程中例 8:如图 211 所示,水平传送带以速度v 匀速运动,一质量为m 的小木块图 211 由静止轻放到传送带上,如小木块与传送带之间的动摩擦因数为 ,当小木块与传送带相对静止时,转化为内能的能量是多少?【审题】 该题第一得清晰当小木块与传送带相对静止时,转化为内能的能量应当怎么来求
17、,要想到用“ 物体在克服滑动摩擦力做功过程中转化成的内能等于滑动摩擦力与相对滑动路 程的乘积;” 这一结论,然后再依据物体和传送带的运动情形来求二者相对滑动的距离;名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 学习好资料欢迎下载第 15 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 学习好资料欢迎下载第 16 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载【总结】 单独做该题目时,就应当
18、有这样的解题步骤,不过,求相对位移时也可以物体为参 考系,用传送带相对物体的运动来求;在综合性题目中用到该过程时,就直接用结论即可;该结论是: 从静止放到匀速运动的传送带上的物体,在达到与传送带同速的过程中,转化为内能的能量值和物体增加的动能值相等;由于物体在该过程中的 对位置移与传送带相对物体的位移大小是相等的;例 9:如图 2 13 所示, 倾角为 37o 的传送带以 4m/s 的速度沿图示方向匀速运动;已知传送带的上、下两端间的距离为 L=7m;现 图 213 将一质量 m=0.4kg 的小木块放到传送带的顶端,使它从静止开头沿传送带下滑,已知木块与传送带间的动摩擦因数为 =0.25 ,
19、取 g=10m/s2;求木块滑究竟的过程中,摩擦力对木块做的功以及生的热各是多少?【审题】 该题目要分成两段考虑,第一段:木块的速度 vv0;这一阶段木块相对于传送带向前运动,受到的摩擦力方向向后,合外力仍沿斜面对前;名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载W mgcos37o s1- s2 4.0J ,全过程中生的热Qf s 相对 mgcos37o 【 v0t 1- s1+ (s2- v0t 2)】0.8N 3m2.4J ;【总结】 该题目的关键在于分析清晰物理过程,分成两段图 2 14 处理,正
20、确分析物体受力情形,求出物体和传送带的位移,以及物体和传送带间的相对位移;名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载例 10:一传送带装置示意如图 214,其中传送带经过 AB 区域时是水平的,经过 BC区域时变为圆弧形 圆弧由光滑模板形成,未画出 ,经过 CD区域时是倾斜的,AB和 CD都与 BC相切;现将大量的质量均为 m 的小货箱一个一个在 A 处放到传送带上,放置时初速为零,经传送带运输到 D处,D和 A 的高度差为 h;稳固工作时传送带速度不变,CD段上各箱等距排列,相邻两箱的距离为 L;每
21、个箱子在 A处投放后, 在到达 B 之前已经相对于传送带静止,且以后也不再滑动 忽视经 BC段时的微小滑动 ;已知在一段相当长的时间 T 内,共运输小货箱的数目为 N;这装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦;求电动机的平均输出功率 P ;计数,当第 1 只货箱到达 D处时作为时刻 t=0 ,当第 N只货箱到达 D处时恰好 t=T ;假如把这 N只货箱以 L 的距离间隔地排在 CD上 假如排得下的话 ,就第 N只货箱到 D处的距离为N 1L ,当该货箱到达 D处,即传送带上与该货箱接触的那点在时间 T 内运动到 D点,故有 N 1 L v 0 T;由此便可求出 v ,电动机的平均功率便可求得;由于 N很大, N与 N1 实际上可视作相等的;名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载T 时间内运动的距离,N个小货箱之间的距离为N1L ,它应等于传送带在即有v 0TN1LNL因 T 很大,故 N亦很大;联立、,得名师归纳总结 PNmN2L2gh第 20 页,共 21 页TT2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 学习好资料欢迎下载第 21 页,共 21 页- - - - - - -