第四章 习题课5 斜面问题与传送带问题-【南方凤凰台·5A新学案】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册人教版2019（课件）

习题课5　斜面问题与传送带问题 第四章 运动和力的关系 必修第一册 　南方凤凰台　5A新学案 · 物理　RJ 1 核心 目标 1．理解物块在斜面上运动时的受力特点、临界条件，理解等时圆原理，能处理物块在斜面上运动的问题． 2．理解物块在水平、倾斜传送带上的运动特征． 南方凤凰台·5A导学案·物理 关键能力 • 拓展应用 3 斜面上的动力学运动问题 1．若斜面光滑、倾角θ：物体无论上滑，还是下滑，由mg sin θ＝ma可得，加速度大小均为a＝ g sin θ ，方向沿斜面向下． 1 题型 1 典题固法 关键能力•拓展应用 2．若斜面粗糙： (1)下滑时：由mg sin θ－μmg cos θ＝ma得a＝g(sin θ－μcos θ)，若a＞0，将g sin θ下滑；若a＜0，将减速下滑直至速度为零． (2)上滑时：由－(mg sin θ＋μmg cos θ)＝ma得a＝－g(sin θ＋μcos θ)，将减速上滑，直至速度为零，之后： ①若mg sin θ＞μmg cos θ，即μ<tan θ ，物块将加速下滑． ②若mg sin θ≤μmg cos θ，即μ≥tan θ ，物块将停止运动． 3．斜面上的动力学运动问题一般用正交分解法求解． 典题固法 关键能力•拓展应用 　　　(2023·东莞石竹实验学校)小辉酷爱电动玩具，某次他操纵一电动小汽车爬上一固定斜坡，电动小汽车的质量m＝1 kg，在沿斜坡向上的牵引动力F＝15 N的作用下，由静止开始沿倾角θ＝37°的斜坡从底端向上运动．已知小汽车在斜坡上所受阻力为其重力的0.4倍，斜坡足够长，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2.若在2 s时小汽车突然失去动力，求： (1)有动力作用时小汽车的加速度大小． 1 解析：设有动力作用时小汽车的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得 F－mg sin θ－kmg＝ma1 解得a1＝5 m/s2 典题固法 关键能力•拓展应用 (2)小汽车向上运动的最大位移． 解析：小汽车失去动力时的速度v＝a1t1＝10 m/s 小汽车失去动力后，设加速度大小为a2，由牛顿第二定律得mg sin θ ＋kmg＝ma2 解得a2＝10 m/s2 典题固法 关键能力•拓展应用 (3)小汽车回到斜坡底端时的速度大小． 解析：设小汽车向下运动时的加速度大小为a3，由牛顿第二定律得mg sin θ－kmg＝ma3 解得a3＝2 m/s2 小汽车回到斜坡底端的速度大小为v′2＝2a3x 典题固法 关键能力•拓展应用 水平传送带 1．常见运动情况 图示 滑块可能的运动情况 滑块受(摩擦)力分析   一直加速 受力f＝μmg 先加速后匀速 先受力f＝μmg，后f＝0   v0>v，一直减速 受力f＝μmg v0>v，先减速再匀速 先受力f＝μmg，后f＝0 v0<v，一直加速 受力f＝μmg v0<v，先加速再匀速 先受力f＝μmg，后f＝0 1 题型 2 典题固法 关键能力•拓展应用 典题固法 关键能力•拓展应用 2．思路方法：求解应对物体所受摩擦力进行正确的分析判断．物体的速度与传送带速度相等的时刻摩擦力发生突变． 3．分析传送带问题的三步骤 (1)初始时刻，根据v物、v带的关系，从而确定物体的受力情况，确定物体的运动情况． (2)根据临界条件v物＝v带确定临界状态的情况，判断之后的运动形式． (3)运用相应规律，进行相关计算． 典题固法 关键能力•拓展应用 　　　(2023·广州第四十一中学)如图所示，足够长的水平传送带以v0＝4 m/s的速度匀速运行，t＝0时刻，在左端轻放一质量为m的小滑块，t＝3 s时刻传送带突然被制动而停止．已知滑块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，则t＝3.5 s时滑块的速度为 (　　) A．0 m/s B．1 m/s C．2 m/s D．3 m/s 2 D　 典题固法 关键能力•拓展应用 典题固法 关键能力•拓展应用 　　　一平直的传送带以速率v＝2 m/s匀速运行，在A处把物体轻轻地放到传送带上，经过时间t＝6 s，物体到达B处，A、B相距L＝10 m，则： (1)物体在传送带上匀加速运动的时间是多少？ 3 解析：由题意可知，物体从A到B先经历匀加速直线运动，后与传递带达到相同速度，匀速运动到B端． 解得t1＝2 s 典题固法 关键能力•拓展应用 (2)物体与传送带之间的动摩擦因数为多少？ 解析：在匀加速阶段μmg＝ma 根据速度与时间的关系得v＝at1 解得μ＝0.1 (3)若物体是煤块，求物体在传送带上的划痕长度． 解析：在匀加速阶段，传送带传送的位移 x＝vt1＝4 m   所以物体在传送带上的划痕长度Δx＝x－x′＝2 m 典题固法 关键能力•拓展应用 倾斜传送带 1．