第4章 培优课七 牛顿运动定律中的模型与临界问题-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

第四章运动和力的关系 培优课七牛顿运动定律中的模型与临界问题 答案精解P [学习目标]会对传送带上的物体进行受力分析，掌握传送带模型的一般分析方法，能正确解答传送带 上的物体的运动问题（科学思维），2.会建立板块模型的分析方法，能运用牛顿运动定律处理板块问题 (科学思维).3.掌握动力学临界问题的分析方法，会分析几种典型临界问题的临界条件（科学思维） 课堂·深度探究 考点一 传送带模型 (2)倾斜传送带常见类型及物体运动情况 1.传送带的基本类型 类型 物体运动情况 传送带运输是利用货物和传送带之间的摩擦 (g>tan (1)可能一直加速 力将货物运送到其他地方，传送带模型涉及摩 0 (2)可能先加速后匀速 擦力的判断、物体运动状态的分析、运动学和 动力学知识的综合运用.有水平传送带和倾斜 0 (1)可能一直加速 传送带两种基本模型. (2)可能先加速后匀速 2.传送带模型分析流程 (3)可能先以a,加速再以ae加速 和对运 摩擦力 加速度 速度变 动方何 方问 方问 化情批 4.注意事项 求解的关键在于根据物体和传送带之间的相 与 和时向 F突变 对运动情况，确定摩擦力的大小和方向.当物 J讳或 速 变速 体的速度与传送带的速度相等时，物体所受的 与 是否反 “反问 问川速 摩擦力有可能发生突变，速度相等前后对摩擦 3.常见类型及物体运动情况 力的分析是解题的关键 【例题1】如图所示，传送带保持以1m/s的速度 (1)水平传送带常见类型及物体运动情况 顺时针转动.现将一定质量的煤块从离传送 类型 物体运动情况 带左端很近的A点轻轻地放上去，设煤块与 (1)可能一直加速 传送带间的动摩擦因数4=0.1，A、B间的距 (2)可能先加速后匀速 离L=2.5m,g取10m/s2,求： (1)煤块从A点运动到B点所经历的时间； (1)>w时，可能一直减速，也 (2)煤块在传送带上留下痕迹的长度， 可能先诚速再匀速 (2)w=v时，一直匀速 (3)w<v时，可能一直加速，也 可能先加速再匀速 (1)传送带较短时，物体一直减 速到达左端 (2)传送带足够长时，物体先向 左减速再向右加速回到右端 ·107· 物理必修第一册课堂学案 【变式1】某飞机场利用如图所示的传送带将地 移和木板的位移大小之和等于木板的长度： 面上的货物运送到飞机上，传送带与地面的 特别注意：运动学公式中的位移都是对地 夹角0=30°，传送带两端A、B的距离L= 位移 10m,传送带以v=5m/s的恒定速度匀速向 4.注意摩擦力的突变 上运动.在传送带底端A轻放上一质量m= 当滑块与木板速度相同时，二者之间的摩擦力 5kg的货物（可视为质点），货物与传送带间 通常会发生突变，由滑动摩擦力变为静摩擦力 的动摩擦因数-求货物从A端运送到 或者消失，或者摩擦力方向发生变化，速度相 同是摩擦力突变的一个临界条件。 B端所需的时间.(g取10m/s2) 【例题2】如图所示，物块A、木板B的质量分别 为mA=5kg,mB=10kg,不计物块A的大 小，木板B长L=4m开始时A、B均静止 现使A以水平初速度从B的最左端开始 运动.已知A与B之间的动摩擦因数为0.3， 水平地面光滑，g取10m/s. 团超 (1)求物块A和木板B发生相对运动过程的 加速度的大小： (2)若A刚好没有从B上滑下来，求A的初 速度v。的大小. 考点二滑块一木板模型 1.模型概述：一个物体在另一个物体上，两者之 间有相对运动.问题涉及两个物体、多个过程， 两物体的运动速度、位移间有一定的关系。 2.解题方法 (1)明确各物体对地的运动和物体间的相对运 动情况，确定物体间的摩擦力方向. (2)分别隔离两物体进行受力分析，准确求出 各物体在各个运动过程中的加速度（注意两过 程的连接处加速度可能突变)。 (3)物体之间的位移（路程）关系或速度关系是 【变式2】如图所示，质量M=1kg、长L=4m的 解题的突破口.求解中应注意联系两个过程的 木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面 纽带，即每一个过程的末速度是下一个过程的 间的动摩擦因数山=0.1，在木板的左端放置 初速度 一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块，铁 3.常见的两种位移关系 块与木板上表面间的动摩擦因数2=0.4，某 滑块从木板的一端运动到另一端的过程中，若 时刻起在铁块上施加一个水平向右的恒力 滑块和木板同向运动，则滑离木板的过程中滑 F=8N,g取10m/s2, 块的位移与木板的位移之差等于木板的长度： 若滑块和木板相向运动，滑离木板时滑块的位 ·108 第四章运动和力的关系 (1)求施加恒力F后铁块和木板的加速度 (2)假设法：有些物理过程没有出现明显的临 大小： 界线索，一般用假设法，即假设出现某种临界 (2)铁块经多长时间到达木板的最右端，