5-11-物理建模：摩擦力做功及传送带中的能量问题

物理建模：摩擦力做功及传送带中的能量问题1.模型特点2.典例剖析3.规律方法4.跟踪训练第五章机械能及其守恒定律第2页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录1.模型特点第3页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录1．静摩擦力做功的特点(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。(3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能。2．滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果：①机械能全部转化为内能；②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能。(3)摩擦生热的计算：Q＝Ffx相对。其中x相对为相互摩擦的两个物体间的相对位移。第4页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录2.典例剖析第5页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录审题设疑1.木板受几个力？各力做功情况如何？物体将做什么运动？反映能量是怎样转化的？2.小木块受几个力作用？运动情况又如何？力做功情况如何？反映能量是怎样转化的？【例2】如图示，一张薄纸板放在光滑水平面上，其右端放有小木块，小木块与薄纸板的接触面粗糙，原来系统静止。现用水平恒力F向右拉薄纸板，小木块在薄纸板上发生相对滑动，直到从薄纸板上掉下来。上述过程中有关功和能的说法正确的是()A．拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加量B．摩擦力对小木块做的功一定等于系统中由摩擦产生的热量C．离开薄纸板前小木块可能先做加速运动，后做匀速运动D．小木块动能的增加量可能小于系统中由摩擦产生的热量3.系统生成的热量是怎样转化的？可以用哪些物理量表达出来？转解析x1=L+x2x2L运动演示F第7页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录3.规律方法第8页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录摩擦生热的特点方法提炼(1)大小：系统内因滑动摩擦力做功产生的热量Q＝Ffx相对；(2)原因：有滑动摩擦力的系统内存在相对位移；(3)能量转化有两种形式：一是相互摩擦的物体之间机械能转移；二是机械能转化为内能(即热量)。第9页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录(1)物体轻放在匀速运动的传送带上:它和传送带之间产生相对滑动,并受到沿传送带前进方向的摩擦力.(2)若物体与传送带一起由静止开始加速：动摩擦因数较大时,物体随传送带一起加速;动摩擦因数较小时,物体将跟不上传送带的运动,相对传送带向后滑动.(3)物体与传送带一起匀速运动:若传送带是水平的,物体与传送带之间没有摩擦力；若传送带是倾斜的,则物体受到沿传送带向上的静摩擦力作用．传送带上的物体的几种运动模型第10页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录【变式训练2】如图示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端。下列说法正确的是()A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功B．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量C．第一阶段物体和传送带间因摩擦产生的热量等于第一阶段物体机械能的增加量D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加量等于全过程物体与传送带间因摩擦产生的热量审题导析1.物体沿传送带上升的两个过程中受力情况如何？各力做功情况又如何？2.物体与传送带摩擦产生的热能、物体上升增加的重力势能及获得的动能与各力做功的对应关系如何？hθtm本题详细解析见教辅！第11页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录4.跟踪训练第12页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录【跟踪训练】如图示，水平传送带两端点A、B间的距离为l，传送带开始时处于静止状态。把一个小物体放到右端的A点，某人用恒定的水平力F使小物体以速度v1匀速滑到左端的B点，拉力F所做的功为W1、功率为P1，这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q1。随后让传送带以v2的速度匀速运动,此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物体，使它以相对传送带为v1的速度匀速从A滑行到B，这一过程中，拉力F所做的功为W2、功率为P2，物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q2。下列关系中正确的是()A．W1＝W2，P1＜P2，Q1＝Q2B．W1＝W2，P1＜P2，Q1＞Q2C．W1＞W2，P1＝P2，Q1＞Q2D．W1＞W2，P1＝P2，Q1＝Q2转解析要比较两个过程中W、P、Q的大小，需要考虑这三个物理量各自有哪些决定因素。