第3章 4.微专题5 动力学中的传送带模型（PPT课件）-【高考突破新方案】2027年高考物理大一轮复习学案

该高中物理高考复习课件聚焦“动力学中的传送带模型”专题，覆盖水平、倾斜传送带两种核心类型，依据高考评价体系梳理了相对运动分析、摩擦力突变判断、多阶段运动计算等考查要求，通过典例归纳共速判断、位移时间计算等常考题型，明确相对位移计算、加速度分析等高频考点权重，体现备考针对性。 课件亮点在于“模型建构+情境变式+科学推理”策略，如以传送带加速运动情境为例，通过受力分析、运动阶段划分培养科学思维，结合倾斜传送带摩擦力突变实例强化运动与相互作用观念，帮助学生掌握分步解题技巧，教师可据此系统指导学生突破高考动力学难点，提升应试得分率。

微专题5 动力学中的传送带模型 返回目录 一、传送带模型的实质 传送带模型一般分为水平传送带、倾斜传送带两种类型,其实质是物体与传送带间的 相对运动。 二、处理传送带模型问题的一般思路 返回目录 特别提示 (1)物体位移:以地面为参考系,单独对物体由运动学公式求得的位移。 (2)物体相对传送带的位移大小Δx。 ①若有一次相对运动:Δx=|x传-x物|或Δx=x物+x传。 ②若有两次相对运动:两次相对运动方向相同,则Δx=Δx1+Δx2(图甲);两次相对运动方向 相反,则划痕长度等于较长的相对位移大小Δx2(图乙)。   返回目录 ·········· 能力进阶 ·········· 典例　如图甲所示,传送带保持恒定速率v顺时针转动,现将一质量为m、可视为质点的 物块轻轻放在传送带左端,物块和传送带之间的动摩擦因数为μ。已知传送带的水平长 度为L ,重力加速度为g。   甲 (1)①求物块从传送带左端到达右端的时间t; ②若物块的下方有红色颜料,求物块在传送带上留下红色痕迹的长度x。 返回目录 (2)(进阶1·情境变换,传送带由静止加速运动)如图乙所示,若传送带足够长,初始时质 量为m、可视为质点的物块与传送带均静止,某一时刻,让传送带以恒定加速度a0开始 运动,当其速度达到v后,传送带以此速度匀速转动。经过一段时间,物块在传送带上留 下了一段红色痕迹后相对于传送带静止。已知物块和传送带之间的动摩擦因数为μ,且 μ< ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求红色痕迹的长度s。   (3)(进阶2·水平传送带→倾斜传送带+摩擦力突变分析)将传送装置倾斜放置如图丙 所示,传送带长度为L(足够长)、与水平面的夹角为θ,以恒定速率v顺时针运行,将一质 返回目录 量为m、可视为质点的物块轻轻放在传送带上端,物块和传送带之间的动摩擦因数为μ, 且μ<tan θ。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求物块到达B端时的速度大小v1。   返回目录 答案 (1)① + 　②     (2) -  (3)  (4)3 s    14 m 返回目录 解析 (1)①物块刚放上传送带时,物块受水平向右的滑动摩擦力 根据牛顿第二定律可得,物块的加速度a= =μg 物块加速到与传送带共速的时间t1= =  物块在加速阶段通过的水平位移x1= =  接下来物块做匀速直线运动,物块匀速到达传送带右端的时间t2= = -  物块从左端到达右端的时间t=t1+t2= + 。 返回目录 ②传送带在t1时间内通过的距离x2=vt1=  物块在传送带上留下的痕迹长度x=x2-x1= 【点拨:在加速阶段,物块和传送带的运动 方向相同,痕迹的长度等于它们运动位移大小之差】。 (2)假设物块在传送带开始运动时就可以跟随传送带一起匀加速运动,根据牛顿第二定 律可知,传送带对物块的静摩擦力f静=ma0,因为μ< ,所以f静=ma0>μmg,假设不成立,即物 块在传送带开始运动时与传送带之间就发生了相对运动,根据牛顿第二定律可得,物块 的加速度a= =μg 传送带加速运动的时间t=  返回目录 在时间t内传送带通过的距离x1=  物块在t时刻的速度v1=at=μgt= ,因为μ< ,所以v1<v,即传送带以速度v匀速转动后,物 块继续以加速度a做匀加速直线运动,直至速度与传送带速度相同,物块的速度由v1加速 到v的时间t1= = -  在t1时间内,传送带通过的距离x2=vt1= -  物块的速度从0增大到v通过的位移x= =  物块在传送带上留下的痕迹的长度s=x1+x2-x= -  返回目录 【点拨:物块与传送带的速度不相同时,物块就会在传送带上留下痕迹;物块与传送带 速度相同时,物块与传送带之间的摩擦力发生突变】。 (3)将物块轻轻放在传送带上后,物块最初的受力情况如图1所示,根据牛顿第二定律可 得,物块的加速度 a1= =g(sin θ+μ cos θ) 物块的速度从0增大到v经过的时间t1= =  物块在t1时间内通过的位移x1= a1 =  假设物块与传送带速度相同后跟随传送带一起匀速向下运动,则物块与传送带之间的 返回目录 静摩擦力f静=mg sin θ 物块与传送带之间的最大静摩擦力fmax=μmg cos θ 由题意可知μ<tan θ,故f静>fmax,与实际不符,所以假设不成立。 物块在传送带上发生第二次加速,对物块受力分析如图2所示 根据牛顿第二定律可得,物块的加速度 a2= =g(sin θ-μ cos θ) 物块继续加速直至到达B端,第二次加速的位移大小x2=L-x1 由匀变速直线运动的规律有 -v2=2a2x2 联立解得v1= 。 返回目录 提分关键·模型突破 常见传送带模型分析 1.水平传送带模型 常见情境 物块的运动情况(加速度大小a=μg) 传送带足够长 传送带不够长   v0=v 一直匀速 0≤v0<v l> ,先匀加速后匀速 l≤ ,一直匀加速 v0>v l> ,先匀减速后匀速 l≤ ,一直匀减速 返回目录   v0>v l> ,先匀减速后反向匀 加速再匀速 l≤ ,一直匀减速 v0≤v l> ,先匀减速后反向匀 加速 返回目录 2.倾斜传送带模型 常见情境 物块的运动情况 传送带足够长 传送带不够长   向上传送 (μ>tan θ) 0≤v0<v a=(μ cos θ-sin θ)g l> ,物块先匀加速后 匀速 l≤ ,物块一直匀加速 v0=v 一直匀速 v0>v a=(μ cos θ+ sin θ)g l> ,物块先匀减速后 匀速 l≤ ,物块一直匀减速 返回目录   向上传送 (μ<tan θ) 0<v0<v a=(sin θ-μ cos θ)g l> ,物块先匀减速后反向 匀加速 l≤ ,物块一直匀减速 v0>v a1=(μ cos θ+ sin θ)g a2=(sin θ-μ cos θ)g l> + ,物块先以a1 匀减速到v,再以a2匀减速, 最后以a2反向匀加速 l≤ ,物块一直以a1匀 减速; <l≤ +  ,物块先以a1匀减速到v, 再以a2匀减速 返回目录   向下传送 (μ>tan θ) 0≤v0<v a=(μ cos θ+ sin θ)g l> ,物块先匀加速后 匀速 l≤ ,物块一直匀加速 v0=v 一直匀速 v0>v a=(μ cos θ-sin θ)g l> ,物块先匀减速后 匀速 l≤ ,物块一直匀减速 返回目录   向下传送 (μ<tan θ) 0≤v0<v a1=(μ cos θ+ sin θ)g a2=(sin θ-μ cos θ)g l> ,物块先以a1匀加 速,与传送带共速后以a2匀 加速 l≤ ,物块一直以a1匀 加速 v0≥v 物块以a=(sin θ-μ cos θ)g匀加速 返回目录 $