物理學(xué)案（新教材魯科版）第三章運動和力的關(guān)系專題強化五傳送帶模型和“滑塊-木板”模型

專題強化五傳送帶模型和“滑塊—木板”模型目標(biāo)要求1.會對傳送帶上的物體進(jìn)行受力分析，能正確解答傳送帶上物體的動力學(xué)問題.2.能正確運用動力學(xué)觀點處理“滑塊—木板模型”．題型一傳送帶模型1．水平傳送帶情景滑塊的運動情況傳送帶不足夠長(未達(dá)到和傳送帶相對靜止)傳送帶足夠長一直加速先加速后勻速v0<v時，一直加速v0<v時，先加速再勻速v0>v時，一直減速v0>v時，先減速再勻速滑塊一直減速到右端滑塊先減速到速度為0，后被傳送帶傳回左端若v0<v，則返回到左端時速度為v0；若v0>v，則返回到左端時速度為v2.傾斜傳送帶情景滑塊的運動情況傳送帶不足夠長傳送帶足夠長一直加速(一定滿足關(guān)系gsinθ<μgcosθ)先加速后勻速(一定滿足關(guān)系gsinθ<μgcosθ)一直加速(加速度為gsinθ＋μgcosθ)若μ≥tanθ，先加速后勻速若μ<tanθ，先以a1加速，后以a2加速v0<v時，一直加速(加速度為gsinθ＋μgcosθ)v0<v時，若μ≥tanθ，先加速后勻速；若μ<tanθ，先以a1加速，后以a2加速v0>v時，若μ<tanθ，一直加速，加速度大小為gsinθ－μgcosθ，若μ≥tanθ，一直減速，加速度大小為μgcosθ－gsinθv0>v時，若μ≥tanθ，先減速后勻速；若μ<tanθ，一直加速(摩擦力方向一定沿斜面向上)gsinθ>μgcosθ，一直加速；gsinθ＝μgcosθ，一直勻速gsinθ<μgcosθ，一直減速gsinθ<μgcosθ，先減速到速度為0后反向加速，若v0≤v，加速到原位置時速度大小為v0；若v0>v，運動到原位置時速度大小為v考向1動力學(xué)中水平傳送帶問題例1(多選)應(yīng)用于機(jī)場和火車站的安全檢查儀，其傳送裝置可簡化為如圖所示的模型．傳送帶始終保持v＝m/s的恒定速率運行，行李與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝，A、B間的距離為2m，g取10m/s2.旅客把行李(可視為質(zhì)點)無初速度地放在A處，則下列說法正確的是()A．開始時行李的加速度大小為2m/s2B．行李經(jīng)過2s到達(dá)B處C．行李到達(dá)B處時速度大小為m/sD．行李在傳送帶上留下的摩擦痕跡長度為m聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________考向2動力學(xué)中的傾斜傳送帶問題例2(2021·遼寧卷·13)機(jī)場地勤工作人員利用傳送帶從飛機(jī)上卸行李．如圖所示，以恒定速率v1＝m/s運行的傳送帶與水平面間的夾角α＝37°，轉(zhuǎn)軸間距L＝m．工作人員沿傳送方向以速度v2＝m/s從傳送帶頂端推下一件小包裹(可視為質(zhì)點)．小包裹與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.8.取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝，cos37°＝0.8.求：(1)小包裹相對傳送帶滑動時加速度的大小a；(2)小包裹通過傳送帶所需的時間t.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考向3傳送帶中的動力學(xué)圖像例3(2023·福建省長汀縣第一中學(xué)月考)如圖所示，傾角為θ的足夠長傳送帶沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動速度大小為v1，一個物塊從傳送帶底端以初速度大小v2(v2>v1)上滑，同時物塊受到平行于傳送帶向上的恒力F作用，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝tanθ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則物塊運動的v－t圖像不可能是()聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________例4(多選)(2023·廣東省華南師大附中檢測)如圖甲所示，一足夠長的、傾角為37°的傳送帶以恒定速率穩(wěn)定運行，一質(zhì)量m＝1kg、底部有墨粉的小物體從傳送帶中間某位置平行滑上傳送帶，取物體沿傳送帶向上運動方向為正方向，則物體相對地面的速度隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，若取g＝10m/s2，sin37°＝，cos37°＝0.8.則下列說法正確的有()A．0～8s內(nèi)物體的位移大小為14mB．物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為C．0～4s內(nèi)物體上升的高度為4mD．0～8s內(nèi)物體在傳送帶上留下的墨跡長度為18m聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________1．臨界狀態(tài)：當(dāng)v物＝v帶時，摩擦力發(fā)生突變，物體的加速度發(fā)生突變．2．物體與傳送帶的劃痕長度Δs等于物體與傳送帶的相對位移的大小，若有兩次相對運動且兩次相對運動方向相同，則Δs＝Δs1＋Δs2(圖甲)；若兩次相對運動方向相反，則Δs等于較長的相對位移大小(圖乙)．題型二“滑塊—木板”模型1．模型特點：滑塊(視為質(zhì)點)置于木板上，滑塊和木板均相對地面運動，且滑塊和木板在摩擦力的作用下發(fā)生相對滑動．2．位移關(guān)系：如圖所示，滑塊由木板一端運動到另一端的過程中，滑塊和木板同向運動時，位移之差Δs＝s1－s2＝L(板長)；滑塊和木板反向運動時，位移大小之和s2＋s1＝L.3．解題關(guān)鍵點(1)由滑塊與木板的相對運動來判斷“板塊”間的摩擦力方向．(2)當(dāng)滑塊與木板速度相同時，“板塊”間的摩擦力可能由滑動摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)殪o摩擦力或者兩者間不再有摩擦力(水平面上共同勻速運動)．考向1水平面上的板塊問題例5如圖所示，在光滑的水平面上有一足夠長且質(zhì)量為M＝4kg的長木板，在長木板右端有一質(zhì)量為m＝1kg的小物塊，長木板與小物塊間的動摩擦因數(shù)為μ＝，長木板與小物塊均靜止，現(xiàn)用F＝14N的水平恒力向右拉長木板，經(jīng)時間t＝1s撤去水平恒力F，g取10m/s2，則：(1)在F的作用下，長木板的加速度為多大？(2)剛撤去F時，小物塊離長木板右端多遠(yuǎn)？(3)最終長木板與小物塊一起以多大的速度勻速運動？(4)最終小物塊離長木板右端多遠(yuǎn)？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考向2斜面上的板塊問題例6(多選)滑沙運動是小孩比較喜歡的一項運動，其運動過程可類比為如圖所示的模型，傾角為37°的斜坡上有長為1m的滑板，滑板與沙間的動摩擦因數(shù)為eq\f(21,40).小孩(可視為質(zhì)點)坐在滑板上端，與滑板一起由靜止開始下滑，小孩與滑板之間的動摩擦因數(shù)取決于小孩的衣料，假設(shè)圖中小孩與滑板間的動摩擦因數(shù)為，小孩的質(zhì)量與滑板的質(zhì)量相等，斜坡足夠長，sin37°＝，cos37°＝，g取10m/s2，則下列判斷正確的是()A．小孩在滑板上下滑的加速度大小為2m/s2B．小孩和滑板脫離前滑板的加速度大小為m/s2C．經(jīng)過1s的時間，小孩離開滑板D．小孩離開滑板時的速度大小為m/s聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________考向3板塊問題中的動力學(xué)圖像問題例7(2022·福建省莆田第二中學(xué)模擬)如圖甲所示，在粗糙的水平地面上有一足夠長的木板B，木板的最左端有一個小物塊A，小物塊A受一個外力的作用，兩者開始運動．已知物塊A和木板B的質(zhì)量都為1kg，物塊A和木板B之間的動摩擦因數(shù)μ1＝，B與地面間的動摩擦因數(shù)μ2＝，設(shè)二者所受最大靜摩擦力均等于滑動摩擦力，物塊A運動的v2－x函數(shù)關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2.求：(1)物塊A在2m前后加速度a1和a2的大?。籣_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)當(dāng)外力F為多少時可以使物塊A恰好要相對于木板B運動；(3)運動了2m之后，作用于物塊A上的外力F的大?。甠________________________________________________________________________________________________________________________________________________________