高三物理复习《传送带》专题课件

物理组陆富强《传送带》专题传送带问题以真实物理现象为依据，它既能训练学生的科学思维，又能联系科学、生活实际，同时涉及受力分析、相对运动、牛顿定律，以及功能关系等多方面相关知识，综合性强，能考察考生分析物理过程及应用物理规律解答实际问题的能力，这种类型问题具有很强生命力，当然也是高考命题的热点和难点。（如：11年广东卷36题）一、考纲解读：（二）、知识点联系2.经常考察内容：1.可能与直线运动、曲线运动、弹簧、多过程、多物体等内容联系考察。运动学问题动力学问题功能类问题图象类问题二、熟悉规律：（一）、传送带问题分类按放置分：水平、倾斜两种；按转向分：顺时针、逆时针转两种；按初速分：无初速、有初速。1、受力分析：分析物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何、摩擦力何时发生突变等等，尤其要注意摩擦力的突变（发生在v物与v带相同的时刻）：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。2、运动分析1.注意参考系的选择，地面还是传送带？2.判断同速以后是与传送带保持相对静止做匀速运动呢？还是继续变速运动？3.判断传送带长度——达到临界之前是否滑出？3、图象分析1.受力分析图；2.运动草图；3.v-t图。4、功能分析:Wf=△EK+△EP+Q1.传送带做的功:(静摩擦力也可能做功)Wf=f·S带3.正确使用摩擦生热公式；Q=fS相对三、解题策略：（4分析）2.传送带对物体的功率：P=f×V带分析关键是：一是V物、V带的大小与方向；二是mgsinθ与f的大小与方向。1．水平传送带模型情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)v0v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速(2)v0v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速情景3(1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端(2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端。其中v0v返回时速度为v，当v0v返回时速度为v0四、分类突破：1.物块从光滑曲面上的P点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上的Q点，若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来，使传送带随之运动，如图所示，再把物块放在P点自由滑下则（）A．物块将仍落在Q点B．物块将会落在Q点的左边C．物块将会落在Q点的右边D．物块有可能落不到地面上APQ高考演练应用：1.物块从光滑曲面上的P点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上的Q点，若传送带的皮带轮沿顺时针方向转动起来，使传送带随之运动，如图所示，再把物块放在P点自由滑下则（）A．物块将仍落在Q点B．物块将会落在Q点的左边C．物块将会落在Q点的右边D．物块有可能落到Q点PQD解：物体从P点落下,设水平进入传送带时的速度为v0,vgH02当传送带静止时,分析物体在传送带上的受力知物体做匀减速运动,a=μmg/m=μg物体离开传送带时的速度为-202tvvgL随后做平抛运动而落在Q点.当传送带逆时针方向转动时,分析物体在传送带上的受力情况与传送带静止时相同,因而物体离开传送带时的速度仍为20-2tvvgL,随后做平抛运动而仍落在Q点.(当v02‹2µgL时,物体将不能滑出传送带而被传送带送回,显然不符合题意,舍去)QPHhLfv当传送带顺时针转动时,可能出现五种情况:(1)当传送带的速度v较大,vvgL202则分析物体在传送带上的受力可知,物体一直做匀加速运动,离开传送带时的速度为-tvvgLvvgL220022因而将落在Q点的右边.(2)当传送带的速度v较小,-vvgL202,则分析物体在传送带上的受力可知,物体一直做匀减速运动,离开传送带时的速度为-tvvgL202,因而仍将落在Q点(3)当传送带的速度gHvvgL2022时,则分析物体在传送带上的受力可知,物体将在传送带上先做匀加速运动,后做匀速运动,离开传送带时的速度-tvvgL202因而将落在Q点右边(4)当传送带的速度20-22vgLvgH时,则分析物体在传送带上的受力可知,物体将在传送带上先做匀减运动,后做匀速运动,离开传送带时的速度20-2tvvgL因而将落在Q点的右边.综上所述:当传送带的速度20-2vvgL时,物体仍将落在Q点;(5)当传送带的速度2vgH时,则物体在传送带上不受摩擦力的作用而做匀速运动,故将落在Q点的右边当传送带的速度20-2vvgL时,物体将落在Q点的右边.2、水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图1所示，水平传送带以5m/s的恒定速度运动，传送带长L=7.5m，今在其左端A将一物体轻轻放在上面，物体被带动，传送到右端B，已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，试求：物体经多长时间由传送带左端A运动到右端B？（取g=10m/s2）解析：工件被轻轻放在传送带左端，意味着工件对地初速度v0=0，但由于传送带对地面以v=5m/s向右匀速运动，所以工件相对传送带向左运动，故工件受水平向右的滑动摩擦力作用，即：Ff=μFN=μmg。依牛顿第二定律，工件加速度m/s2，a为一恒量，工件做初速度为零的匀加速直线运动，当工件速度等于传送带速度时，摩擦力消失，与传送带保持相对静止，一起向右做匀速运动，速度为v=5m/s。工件做匀加速运动的时间s，工件做匀加速运动的位移m。由于x1L=7．5m，所以工件1s后做匀速运动，匀速运动的时间s。因此，工件从左端运动到右端的时间：t=t1+t2=2s。变式一：若传送带长L=2.5m，求时间。变式二：若物体以对地速度v0=5m/s滑上传送带，求时间。变式三：若物体以速度v0=7m/s滑上传送带，求时间。变式四：若物体以v0=3m/s速度滑上传送带，求时间。原题：水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图1所示，水平传送带以5m/s的恒定速度运动，传送带长L=7.5m，今在其左端A将一物体轻轻放在上面，物体被带动，传送到右端B，已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，试求：物体经多长时间由传送带左端A运动到右端B？（取g=10m/s2）变式五：本题若求物体在传送带上滑过的痕迹长s是多少？通过以上几个变式问题的分析，传送带问题的方方面面就有了一个比较全面的了解。如果我们平常在专题教学和训练时，能够将一个有代表性的问题进行发散、挖掘、变化、创新，一定能取得很好的复习效果。变式六：本题若物体质量m=2kg求物体在传送带上滑动过程中产生的热量是多少？原题：水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图1所示，水平传送带以5m/s的恒定速度运动，传送带长L=7.5m，今在其左端A将一物体轻轻放在上面，物体被带动，传送到右端B，已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，试求：物体经多长时间由传送带左端A运动到右端B？（取g=10m/s2）变式七：本题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BAPvhL针对训练：如图示,质量m=1kg的物体从高为h=0.2m的光滑轨道上P点由静止开始下滑,滑到水平传送带上的A点,物体和皮带之间的动摩擦因数为μ=0.2,传送带AB之间的距离为L=5m,传送带一直以v=4m/s的速度匀速运动,求:(1)物体从A运动到B的时间是多少？(2)物体从A运动到B的过程中,摩擦力对物体做了多少功?(3)物体从A运动到B的过程中,产生多少热量?(4)物体从A运动到B的过程中,带动传送带转动的电动机多做了多少功?解：(1)物体下滑到A点的速度为v0,由机械能守恒定律1/2mv02=mghv0=2m/s物体在摩擦力作用下先匀加速运动,后做匀速运动,t1=(v-v0)/μg=1sS1=(v2-v02)/2μg=3mt2=(L-S1)/v=0.5s∴t=t1+t2=1.5s(2)Wf=μmgS1=0.2×10×3=6J或Wf=1/2mv2-1/2mv02=1/2×(16-4)=6J(3)在t1时间内,皮带做匀速运动S皮带=vt1=4mQ=μmgΔS=μmg(S皮带-S1)=2J(4)由能量守恒,W=Q+Wf=8J或W=μmgS皮带=8J五、课堂小结：一、处理水平放置的传送带模型，首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析，分清物体所受摩擦力是阻力还是动力；二、对物体进行运动状态分析，即对静态→动态→终态进行分析和判断，对其全过程作出合理分析、推论，抓住物体的受力、运动、能量的变化关系进而采用有关物理规律求解.六、课后练习：如图所示，悬挂在高处O点的绳子下端是质量M=10kg的橡胶杆P，在游乐节目中，选手需要借助该装置飞越到对面的水平传送带上，传送带始终以u=3m/s的速度逆时针转动，传送带的另一端B点就是终点，且xAB=3m。一名质量m=50kg的选手脚穿轮滑鞋以水平向右大小为v0=8.4m/s的速度迅速抱住竖直静止的橡胶杆P并开始摆动，若选手可看作质点，悬点O到选手的距离L＝6m，不考虑空气阻力，重力加速度g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8，求：（1）当绳子摆到与竖直方向的夹角θ=370时选手速度的大小；（2）此时刻选手立即放开橡胶杆P并且最终刚好站到了高度相同的传送带的端点A上，若选手在传送带上做无动力的自由滑行，受到的摩擦阻力为自身重量的0.2倍，求选手在传送带上滑行过程中因摩擦而产生的热量Q。uAB370OP解析：(1)选手抱住P，由动量守恒定律有10)(vMmmv(2分)得：v1=7m/s(1分)选手抱住P后，从开始摆动到摆角为37°时，设速度为v2，由机械能守恒有22021)(21)37cos1()()(21vMmgLMmvMm(2分)得：v2=5m/s(1分)(2)选手站上A点时，设水平速度为vx，则smvvx/437cos02(1分)选手在传送带上做匀减速运动，设选手对地面的位移为x，由动能定理2210xmvkmgx(2分)得：mx4(1分)因为x=4m＞xAB=3m，所以选手冲过了终点B（1分）（用运动学公式同样给分），设选手从A到B的时间为t，则221attvxxAB(1分)又2/2smkgmkmga(1分)得：st11st32(舍去)(1分)在这段时间内传送带通过的位移为：mmutx31311(1分)所以，摩擦力做功：)(1xxkmgQWABf(2分)得：Wf=600J(1分)