2024届高考物理一轮复习讲义：4.5超重失重和传送带问题

4.5传送带模型及超重与失重 要点一.传送带模型 1.传送带模型的特点 过程复杂，隐含条件多，涉及摩擦力的判断，其本质还是属于牛顿定律及运动学的综合应用，具有较强的综合性和灵活性。 2.传送带问题的一般解法 1.确立研究对象 2.受力分析和运动分析的过程 ⑴受力分析： F的突变发生在物体与传送带共速的时刻，可能出现f消失、变向或变为静摩擦力，要注意这个时刻。 ⑵运动分析： 注意参考系的选择，传送带模型中选地面为参考系；注意判断共速时刻并判断此后物体与带之间的f变化从而判定物体的受力情况，确定物体是匀速运动、匀加速运动还是匀减速运动；注意判断带的长度，临界之前是否滑出传送带。 ⑶注意画图分析： 准确画出受力分析图、运动草图、v-t图像。 （4）结果运算 由准确受力分析、清楚的运动形式判断，再结合牛顿运动定律和运动学规律求解。 3.分析传送带问题的关键 (1)正确分析物体所受摩擦力的方向。 (2)注意转折点：物体的速度与传送带速度相等的时刻是物体所受摩擦力发生突变的时刻。 注意：求解传送带问题的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析与判断. 临界状态：当v物＝v带时，摩擦力发生突变，物体的加速度发生突变. 3.物体在传送带上相对于传送带运动距离的计算 ①弄清楚物体的运动情况，计算出在一段时间内的位移X2。 ②计算同一段时间内传送带匀速运动的位移X1。 ③两个位移的矢量之=X2- X1就是物体相对于传送带的位移。 4.传送带模型的分类 （一）水平传送带模型 项目 图示 滑块可能的运动情况 情景1 (1)可能一直加速，a=ug, v末<v (2)可能先加速后匀速a=ug，v末=v 情景2 (1)v0＞v时，可能一直减速a=ug v末>v，也可能先减速再匀速a=ug, v末=v (2)v0＜v时，可能一直加速a=ug v末<v，也可能先加速再匀速a=ug v末=v 情景3 (1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端a=ug (2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端a=ug。其中v0＞v返回时速度为v，当v0＜v返回时速度为v0。 (二)倾斜传送带模型 滑块在倾斜传送带上运动常见的4个情景,具体加速度和运动情景具体分析。 项目 图示 滑块可能的运动情况 情景1 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 情景2 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 (3)可能先以a1加速后以a2加速 情景3 (1)可能一直加速 (2)可能先减速后反向加速 (3)可能一直匀速 (4)可能一直减速 情景4 (1)可能一直加速 (2)可能一直匀速 (3)可能先加速后匀速 (4)可能先减速后匀速 (5)可能先以a1加速后以a2加速 5.传送带上的划痕问题 1. 滑块与传送带的划痕长度Δx等于滑块与传送带的相对位移的大小，若有两次相对运动且两次相对运动方向相同，Δx＝Δx1＋Δx2(图甲)；若两次相对运动方向相反 Δx等于较长的相对位移大小．(图乙) 2.物块静止轻放到传送带上一端加速到和传送带共速的过程中,如果传送带的速度为v，加速的时间为t，则： 物块的位移: x物= ①共速过程中传送带位移是物块位移的2倍 传送带的位移: x传=vt ②物块相对于传送带的位移等于物块的位移 要点二.超重与失重 1.视重和实重 视重：当物体在竖直方向上有加速度时(即a≠0)，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力，此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重． 实重：物体实际所受的重力．物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化． 2.超重，失重与完全失重 1.超重 定义：物体对支持物（悬挂物）的压力大于重力的现象叫超重。 条件：视重>实重，加速度向上。 情景：加速上升，减速下降。 表达式：FN-mg=ma 2.失重 定义：物体对支持物（悬挂物）的压力小于重力的现象叫失重。 条件：视重<实重，加速度向下。 情景：加速下降，减速上升。 表达式：mg -FN =ma 3.完全失重 定义：物体对支持物（悬挂物）的压力等于0 条件：视重=实重，加速度为g。 情景：自由落体。 表达式：a=g，FN =0 高中物理一轮复习 贾老师：13140411520 　　　　　　 页 2 学科网（北京）股份有限公司 模型一.传送带问题 经典例题 典例1 如图所