牛頓運動定律專題

牛頓運動定律專題第1頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月當物體與皮帶速度出現(xiàn)大小相等、方向相同時，物體能否與皮帶保持相對靜止。一般采用假設(shè)法，假使能否成立關(guān)鍵看F靜是否在0-fmax之間。對于傾斜傳送帶需要結(jié)合μ與tanθ的大小關(guān)系進行分析。物體和傳送帶等速時刻是摩擦力的大小、方向、運動性質(zhì)的分界點。（2）參考系的正確選擇是解題的關(guān)鍵。運動分析中根據(jù)合外力和初速度明確物體的運動性質(zhì)是以地面為參考系的，根據(jù)運動學公式計算時，公式中的運動學量v、a、s都是以地為參考系的。而涉及到摩擦力的方向和摩擦生熱現(xiàn)象中s相是以傳送帶為參考系的。物體在傳送帶上的劃痕就是以傳送帶為參考系的。第2頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月①功能關(guān)系：Wf=△EK+△EP+Q②對WF、Q的正確理解（a）傳送帶做的功：WF=F·S帶功率P=F×V帶（F由傳送帶受力平衡求得）（b）產(chǎn)生的內(nèi)能：Q=f·S相對（c）如物體無初速放在水平傳送帶上，物體先做勻加速運動，達到初速度的速度后再做勻速運動。則物體做勻加速運動的位移大小等于物體相對于傳送帶的位移大小，則在整個加速過程中物體獲得的動能EK，（3）用功和能的觀點分析傳送帶問題。功是能量轉(zhuǎn)化的量度。能量守恒定律是高中物理境界最高的物理規(guī)律。第3頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月例1.繃緊的水平傳送帶始終保持v=1m/s的恒定速率運行，一質(zhì)量為m=4kg的行李無初速度地放在A處，設(shè)行李與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，AB間的距離L=2m，g取10m/s2。⑴.求行李從A到B所用的時間．⑵.如果提高傳送帶的運行速率，行李就能被較快地傳送到B處，求行李從A處傳送到B處的最短時間和傳送帶對應的最小運行速率。AB加速時間通過余下距離所用時間共用時間解：⑴行李受向右的滑動摩擦力f=μmg,向右勻加速運動;當速度增加到與傳送帶速度相同時，和傳送帶一起做勻速運動到B端.加速度加速位移最短時間⑵要使行李從A到B的時間最短，必須保證行李一直做勻加速運動傳送帶最小速率第4頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月例2.如圖所示為車站使用的水平傳送帶裝置的示意圖.繃緊的傳送帶始終保持3.0m／s的恒定速率運行，傳送帶的水平部分AB距水平地面的高度為h=0.45m.現(xiàn)有一行李包(可視為質(zhì)點)由A端被傳送到B端，且傳送到B端時沒有被及時取下，行李包從B端水平拋出，不計空氣阻力，g取l0m/s2(1)若行李包從B端水平拋出的初速v＝3.0m／s，求它在空中運動的時間和飛出的水平距離；

(2)若行李包以v0＝1.0m／s的初速從A端向右滑行，包與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.20，要使它從B端飛出的水平距離等于(1)中所求的水平距離，求傳送帶的長度L應滿足的條件.AB．．Lh水平傳送帶與平拋運動的結(jié)合，聯(lián)系橋梁是速度．第5頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月解（1）設(shè)行李包在空中運動時間為t，飛出的水平距離為s，則⑵要使行李包從B端飛出的水平距離等于（1）中所求水平距離，行李包從B端飛出的水平拋出的初速度v=3.0m/s故傳送帶的長度L應滿足的條件為：L≥2.0m聯(lián)立①②兩式解出：設(shè)行李被加速到v時通過的距離為s0，則①②行李包的加速度⑤⑥聯(lián)立③④兩式解出:⑦③④第6頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月例3.如圖所示，一物塊m從某曲面上的Q點自由滑下，通過一粗糙靜止的傳送帶后，落到地面P點，若傳送帶的皮帶輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動起來，使傳送帶也隨之轉(zhuǎn)動，再把該物塊放到Q點自由滑下，那么：A.它仍能落在P點B.它將落在P點的左邊C.它將落在P點的右邊D.無法判斷落點，因為它可能落不到地面上來QPA解：傳送帶不動或逆時針轉(zhuǎn)動時，工件相對傳送帶的運動方向均向右，工件受到的滑動摩擦力的方向均向左，滑動摩擦力的大小均等于μmg，工件在傳送帶上的運動性質(zhì)完全相同，從A到B一直做相同的勻減速運動．到達皮帶右端的速度相同，此后做平拋運動的水平位移相同．傳送帶問題關(guān)鍵是摩擦力的分析．對于摩擦力，先看種類，后看規(guī)律．第7頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月例4.如圖所示，水平傳送帶A、B兩端相距S＝3.5m，工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1。工件滑上A端瞬時速度VA＝4m/s,達到B端的瞬時速度設(shè)為vB。(1)若傳送帶不動，vB多大？(2)若傳送帶以速度v(勻速）逆時針轉(zhuǎn)動，vB多大？(3)若傳送帶以速度v(勻速）順時針轉(zhuǎn)動，vB多大？AB．．s解(1)(2)傳送帶不動或逆時針轉(zhuǎn)動時，工件從A到B一直做勻減速運動根據(jù)加速度第8頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時，根據(jù)傳送帶速度v的大小，由下列五種情況：①若v＝4m/s，工件與傳送帶速度相同，均做勻速運動，工件到達B端的速度vB=4m/s若工件由A到B，全程做勻加速運動，到達B端的速度③若工件由A到B，先做勻加速運動，當速度增加到傳送帶速度v時，工件與傳送帶一起作勻速運動速度相同，工件到達B端的速度vB=v.⑤若v≤3m/s時，工件由A到B，全程做勻減速運動，到達B端的速度vB=3m/s.見第⑴⑵問求解．④若4m/s＞v＞3m/s時，工件由A到B，先做勻減速運動，當速度減小到傳送帶速度v時，工件與傳送帶一起作勻速運動，工件到達B端的速度vB＝v。②若工件由A到B，全程做勻加速運動，到達B端的速度第9頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月AB37o例5.如圖,傳送帶與水平地面傾角θ=37o，從A端到B端的距離L=16m，傳送帶以v=10m/s的速率逆時針轉(zhuǎn)動,在傳送帶的上端A無初速度地放一個質(zhì)量為0.5kg的小物體，若已知該物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，求小物體從A端運動到B端所需的時間是多少？（g取10m/s2

sin370=0.6）AB37o解：過程一．物體放在傳送帶后，受到滑動摩擦力的方向沿斜面向下，物體沿傳送帶向下做初速度為零的勻加速運動Nmg370f物體加速到與傳送帶速度相等所用的時間物體在t1時間內(nèi)的位移第10頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月當物體的速度達到傳送帶的速度時，由于μ＜tanθ,繼續(xù)做加速運動．當物體的速度大于傳送帶的速度時，受到滑動摩擦力的方向沿斜面向上．AB37oNmg370f設(shè)后一階段直滑至底端所用的時間為t2，由解得：t2=1st2=-11s（舍去）所以物體從A端運動到B端的時間t=t1+t2=2s①受力分析和運動分析是基礎(chǔ)，加速度是聯(lián)系力和運動的橋梁．②若μ＞tanθ時，物體加速至與傳送帶速度相同后，將與傳送帶相對靜止一起勻速運動；若μ＜tanθ時，物體加速至與傳送帶速度相同后，仍將繼續(xù)加速．③摩擦力可以是動力，也可以是阻力．啟迪第11頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月AB37o