专题14 传送带与板块中的能量（知识精讲）-【新教材精创】2019-2020学年高一物理新教材知识讲学（人教必修第二册）

专题14 传送带与板块中的能量 知识精讲 一 知识结构图 内容 考点 关注点 传送带与板块中的能量 传送带中的能量问题 摩擦力突变情况 板块中的能量问题 二.学法指导 1通过研究同一物体同一运动的不同方面，知道物体能抽象为质点的条件，能判断特定实际情境中的物体是否能抽象为质点. 2. 通过对做直线运动的物体运动的分析，理解一维坐标系在描述物体位置及位置变化中的作用。 3.通过时间轴了解时间间隔和时刻的区别与联系. 4.通过实例理解位移的概念，掌握路程和位移的区别与联系. 5.通过对比理解平均速度和瞬时速度以及速度和速率的区别与联系，并通过例题与练习掌握它们的应用、 三.知识点贯通 知识点1 科学思维——传送带中的能量问题 (1).运动过程分析要点 (i)物块与传送带同向运动时，速度相等是摩擦力突变的临界点 (ii)相对运动方向或相对运动趋势的方向是确定摩擦力方向的基本突破点 (iii)物块从传送带一端运动到另一端的临界状态是分析物块沿传送带单向运动过程中所经历阶段的关键点 (iv)物块在传送带上往返运动时，一往一返的位移大小关系是判定物块返回时所经历阶段的出发点 (2).相对位移与功能问题 (I)对WF、Q的正确理解 ①传送带做的功：WF=f·S带 传送带做功功率P=f×v带 ②传送带对物块做的功：Wf=f·S物 传送带做功功率P=f×v物 (II)产生的内能： Q=f·S相对 (III)相对位移： ①時 S相对＝S带－S物 ②時 同向运动时 反向运动时 对于匀速运动的传送带传送初速为零的物体,當物體與傳送帶達到共速時,S物＝S相对 (VI)功能关系： ①如物体无初速,传送带应提供两方面的能量，一是物体动能的增加，二是物体与传送带间的摩擦所生成的热（即内能）WF=△EK+Q ②如物体无初速，放在水平传送带上，则在物体速度增加到与传送带共速时，EK=Q=即传送装置在这一过程需额外(相对空载)做的功W＝mv2＝2Ek＝2Q。 功能关系： 当物体被加速时，传送带仍提供两方面的能量，一是物体动能的增加，二是物体与传送带间的摩擦所生成的热（即内能）WF=△EK+Q 当物体减速时，若摩擦力对传送带做负功，则产生内能的能量来源有两个，一是物体减少的动能，二是传送带对外所做功，Q=△EK+WF；若摩擦力对传送带做正功，则物块减少的动能有两个去向：一是被电动机吸收消耗，二是摩擦产生热量，有△EK=Q+WF。 ④(i)物块动能的变化 (ii)物块机械能的变化    (iii)电动机的额外电能变化 摩擦产生的热量 (v)摩擦力对传送带做负功时电动机提供能量 （物块机械能增加时） （物块机械能减少时） 摩擦力对传送带做正功时电动机吸收能量 (vi)位移大小联系 (3).解题方法及注意事项 (i)动力学方法 (ii)动能定理或能量守恒 (iii)相对运动方法 (iv)图象法 （v）注意问题 ①对地位移与相对位移的差别 ②物块在摩擦力作用下通过的位移与物块发生的位移差别 ③传送带做的功与传送带对物块做的功的差别 ④电动机做的功与电动机多做的功（额外做的功）的差别 ⑤相对位移与划痕长度的差别 例题1．如图所示，质量为 m 的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度 v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程下列说法正确的是 A．传送带克服摩擦力做功为mv2 B．传送带克服摩擦力做功为mv2 C．电动机多做的功为mv2 D．电动机增加的功率为μmgv 例题２.如图所示，一质量为的小物 体从足够高的光滑曲面上自由滑下，然后滑上一水平传送带。已知物体与传送带之间的动摩擦因数为，传送带水平部分的长度，两端的传动轮半径为，在电动机的带动下始终以的角速度沿顺时针匀速转运，传送带下表面离地面的高度不变。如果物体开始沿曲面下滑时距传送带表面的高度为，初速度为零，取。求： (1)当时，物体通过传送带过程中，电动机多消耗的电能。 (2)当时，物体通过传送带后，在传送带上留下的划痕的长度。 (3) 在什么范围内时，物体离开传送带后的落地点在同一位置。 例题3.如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A、B两点间的距离为s＝5 m，传送带在电动机的带动下以v＝1 m/s的速度匀速运动，现将一质量为m＝10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝/2，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：(g取10 m/s2) 例题3图 (1)传送带对小物体做的功； (2)电动机做的功． 知识点二 科学思维——板块中的能量问题 （１）滑块与木