4.5牛顿第二定律的应用（传送带问题）课件 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

4.5牛顿第二定律的应用 传送带问题 一、传送带问题分类 滑块在传送带初速度不为0 滑块在传送带初速度为0 水平传送带 不同向 同向 v0<v传，先加速后匀速或一直加速 v0>v传，先减速后匀速或一直减速 v0>v传，先减速后加速再匀速或一直减速 v0<v传，先减速后加速或一直减速 一直加速或先加速后匀速 倾斜传送带 滑块在传送带初速度不为0 滑块在传送带初速度为0 同向 不同向 v传从上向下 v传从下向上 µ<tanθ，一直加速 µ>tanθ，x>l，一直减速 µ>tanθ，x<l，先减速后匀速 v0>v传 v0<v传 x>l，一直加速 µ>tanθ，x<l，先加速后匀速 µ<tanθ，x<l，先以a1加速后以a2加速 µ<tanθ，一直加速 µ>tanθ，x>l，一直减速 µ>tanθ，x<l，先减速反向加速再匀速 v0>v传 v0<v传 µ>tanθ，x>l，一直减速 µ>tanθ，x<l，先减速反向加速 µ<tanθ，一直加速 v传从上向下，物块从上端释放 x>l，一直加速 µ>tanθ，x<l，先加速再匀速 µ<tanθ，x<l，先以a1加速后以a2加速 v传从下向上，物块从下端释放 µ>tanθ，x<l，一直加速 µ>tanθ，x>l，先加速后匀速 二、水平传送带类型分析 （一）无初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析 v0 A B G f N 【典例分析1】如图所示,传送带从A到B长度为L,传送带以v0的速率顺时针转动.在传送带上端A无初速地放一个质量为m的物体,它与传送带间的动摩擦因数为μ,求物体从A运动到B需要的时间. 二、水平传送带类型分析 （一）无初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析 v0 A B v物 v0 A B v物=v0 2.传送带较长。提示：物体还未到达B端时就有v物=v0. 【讨论】a.运动时间；b.相对位移；c.运动图像。 1.传送带比较短时。提示：物体运动到B端时有v物≤v0. 二、水平传送带类型分析 （一）无初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析 例1.如图所示，水平放置的传送带以速度v=2m/s向右运行，现将一小物体轻轻放在传送带A端，物体与传送带间的动摩擦因数µ=0.2。若A端与B 端相距l=4m，g=10m/s2。 求:(1)物体由A到B的时间；(2)物体由A到B的过程中，物体相对传送带滑过的距离；(3)画出物体的v-t图像。 解：(1)受力分析如图， 由f=ma，有 µmg=ma a= 2m/s2 加速过程， v=at1 t1=1s 物体随后做匀速运动，由x1=vt2，有 x2=l–x t2=1.5s x1= t1 2 v x1=1m ∴t=t1+t2=2.5s (2)物体加速过程中，传送带位移 x′=vt1=2m ∴物体相对传送带滑过的距离⊿x=x′–x1=1m (3)由题可得 …. …. …… 2 1.0 …. …. 2.5 受力分析并求加速度 判断物、带能否共速； 求物体运动时间； 求物、带相对位移； 根据所得结果画图 思维导图 对照分析 【练习1】如图所示，一平直的传送带以速度v=2m/s匀速运动，传送带把A处的工件运送到B处，A、B相距L=10m。从A处把工件无初速地放到传送带上，物体在传送带的带动下，一开始做初速度为0的匀加速直线运动，经过时间t=6s能传送到B处。求： （1）分析、说明物体在传送带的运动过程； （2）工件做匀加速运动的加速度大小； （3）工件在传送带上做匀加速运动的时间； （4）若物体底部沾有油污，试计算传达带上的油污痕迹的长度。 （一）无初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析 二、水平传送带类型分析 （一）有初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析 【典例分析3】如图所示，小物体以v0=4m/s的速度从左端冲上两端相距l=5m的传送带。已知物体与传送带之间的动摩擦因数µ=0.2，传送带向左的速度v=2m/s，g=10m/s2。求物体在传送带上的运动时间。 v0>v v 解：受力分析如图， mg N µmg 由f=ma，有 µmg=ma a= 2m/s2 减速过程，v=v0+at， t1=2s 减速位移 x1= t1 2 v0 ∴x1=4m<l 物体反向加速， v=at2 t2=1s 加速位移 x2= t2 2 v ∴ x2=1m 此后物体匀速 x1–x2=vt3 ∴t3=1.5s ∴ t=t1+t2+t3=4.5s 对照分析 受力分析并求加速度 判断物、带位移关系 求物体运动时间 求物、带其它物理关系 思维导图 二、水平传送带类型分析 （一）有初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析 【练习2】如图所示，一质量为m=0.2