人教版高中物理必修一第四章第二节牛顿第二定律的运用—传送带问题(共18张PPT)

牛顿第二定律的应用 传送带问题 传送带问题的实例分析 学习重点、难点、疑点、突破 传送带问题总结 例1. 水平传送带始终保持v=1m/s的恒定速率运行，一质量为m=4kg的行李无初速度地放在A处，设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，AB间的距离L=2m，g取10m/s2。 ⑴.求行李从A到B所用的时间． A B 解：⑴行李受向右的滑动摩擦力f=μmg,向右匀加速运动;当速度增加到与传送带速度相同时，和传送带一起做匀速运动到B端. 加速时间 共用时间 加速度 加速位移 通过余下距离所用时间 ⑵如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处，求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。 要使行李从A到B的时间最短，须行李一直做匀加速运动 传送带最小速率 例2：如图所示为车站使用的水平传送带的模型，传送带长L＝8m，以速度v＝4m/s沿顺时针方向匀速转动，现有一个质量为m＝10kg的旅行包以速度v0＝10m/s的初速度水平地滑上水平传送带．已知旅行包与皮带间的动摩擦因数为μ＝0.6 ，则旅行包从传送带的A端到B端所需要的时间是多少？（g＝10m/s2 ,且可将旅行包视为质点．） 解答 设旅行包在传送带上做匀减速运动的时间为 t1 ，即经过t1时间，旅行包速度达到v＝4m/s ，由 牛顿第二定律，有：μmg=ma 代入数据可得：a＝6 m/s2 t1＝ 代入数据可得：t1＝1s 此时旅行包通过的位移为s1 ，由匀减速运动的规律， 有 s1＝7 m 代入数据可得：s1＝7 m＜L 可知在匀减速运动阶段，旅行包没有滑离传送带，此 后旅行包与传送带一起做匀速运动 ，t2＝ ,代入数据可得：t2＝0.25 s 归类总结 1.物块运动状态改变发生在V物=V带时。 2.需要利用相对滑动过程的位移与带长关系确定有无第二运动过程。 3.若全过程始终未与带取得共同速度，则物块通过传送带的运动过程与V带无关。 练习、如图所示，物体m以初速v0滑上传送带A端，若传送带静止，物体经时间t到达传送带B端，若传送带以速度v逆时针转动，则物体从A运动到B所需要时间为 A、大于t B、等于t C、小于t D、无法判断 B A B m 二、倾斜、匀速传送带 练习、如图所示，传送带与地面间夹角为θ，在传送带上端A无初速度地放一个物体，若传送带静止，物体经时间t到达传送带B端，若传送带以速度v顺时针转动，则物体从A运动到B所需要时间为 A、大于t B、等于t C、小于t D、无法判断 B θ B A 例3、如图所示,传送带与地面倾角θ=37°,从A到B长度为16 m,传送带以v0=10 m/s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=0.5 kg的物体,它与传 送带间的动摩擦因数μ=0.5. 求物体从A运动到B需要的时间.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10 m/s2) 【思路】(1)物体刚放上传送带时的受力情况如何? (2)物体放在传送带最初一段时间做什么运动? 在什么情况下结束这种运动？ (3)当物体速度达到v0=10 m/s之后,将随传送带 一起匀速运动吗? 解：过程一．物体放在传送带后，受到滑动摩擦力的方向沿斜面向下，物体沿传送带向下做初速度为零的匀加速运动 物体加速到与传送带速度相等所用的时间 物体在t1时间内的位移 当物体的速度达到传送带的速度时，由于μ＜tanθ ,继续做加速运动．当物体的速度大于传送带的速度时，受到滑动摩擦力的方向沿斜面向上． 设后一阶段直滑至底端所用的时间为t2，由 解得：t2=1s t2= - 11s（舍去） (1)μ<tanθ 物体继续做加速运动 (2)μ≥tanθ 物体与传送带一起匀速运动 总结 传送带问题的分析思路： 初始条件→相对运动→判断滑动摩擦力的大小和方向→分析出物体受的合外力和加速度大小和方向→由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力及运动状态的改变。 难点是当物体与皮带速度出现大小相等、方向相同时，物体能否与皮带保持相对静止。 总结 一、受力分析：传送带模型中要注意摩擦力的突变（发生在V物与V传相同的时刻） 1.滑动摩擦力消失； 2.滑动摩擦力突变为静摩擦力； 3.滑动摩擦力改变方向； 二、运动分析 1.注意参考系的选择，传送带模型中选择地面为参考系； 2.判断共速以后是与传送带保持相对静止作匀速运动呢？还是继续加速运动？ 3.判断传送