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文檔簡(jiǎn)介
第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系
第4課時(shí)專(zhuān)題強(qiáng)化:“傳送帶”模型中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.掌握傳送帶模型的特點(diǎn),了解傳送帶問(wèn)題的分類(lèi)。
2.會(huì)對(duì)傳送帶上的物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析,能正確解答傳送帶上物體的動(dòng)力學(xué)問(wèn)
題。
一、模型特點(diǎn)
物體(視為質(zhì)點(diǎn))放在傳送帶上,由于物體和傳送帶相對(duì)滑動(dòng)(或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))而產(chǎn)生摩
擦力,根據(jù)物體和傳送帶間的速度關(guān)系,摩擦力可能是動(dòng)力,也可能是阻力。
二、解題關(guān)鍵
抓住"物="傳的臨界點(diǎn),當(dāng)丫物=丫傳時(shí),摩擦力發(fā)生突變,物體的加速度發(fā)生突變。
三、注意物體位移、相對(duì)位移和相對(duì)路程的區(qū)別
(1)物體位移:以地面為參考系,單獨(dú)對(duì)物體由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得的位移。
(2)物體相對(duì)傳送帶的位移大小M
①若有一次相對(duì)運(yùn)動(dòng):&=無(wú)傳一x物或以=》物一x傳。
②若有兩次相對(duì)運(yùn)動(dòng):兩次相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相同,則AX=AXI+-2(圖甲);
兩次相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,則劃痕長(zhǎng)度等于較長(zhǎng)的相對(duì)位移大小心2(圖乙)。
IAx,>1~~Ax2>1I
k------------------------------>1?------------7---------*1
Ax
甲乙
考點(diǎn)01水平傳送帶中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題
水平傳送帶
滑塊的運(yùn)動(dòng)情況
情景傳送帶不足夠長(zhǎng)(未達(dá)到和傳
傳送帶足夠長(zhǎng)
送帶相對(duì)靜止)
%=0V
□______—
Q_______O一直加速先加速后勻速
%Vo<V時(shí),一直加速Vo<V時(shí),先加速再勻速
Q___OVQ>V時(shí),一直減速Vo>v時(shí),先減速再勻速
滑塊先減速到速度為0,后被
傳送帶傳回左端
n__』滑塊一直減速到右端若為<%則返回到左端時(shí)速度
Q__O
為玲;若Vo>V,則返回到左端
時(shí)速度為V
[典例1?對(duì)水平傳送帶的考查](多選)(2024?四川綿陽(yáng)市零診)應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車(chē)站的安全檢查
儀,其傳送裝置可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型。傳送帶始終保持v=0.4m/s的恒定速率運(yùn)行,行
李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.2,4、3間的距離為2m,g取10m/s2。旅客把行李(可
視為質(zhì)點(diǎn))無(wú)初速度地放在/處,則下列說(shuō)法正確的是()
A.開(kāi)始時(shí)行李的加速度大小為2m/s2
B.行李經(jīng)過(guò)2s到達(dá)3處
C.行李在傳送帶上留下的摩擦痕跡長(zhǎng)度為0.12m
D.當(dāng)行李的速度與傳送帶的速度相同時(shí),傳送帶立刻停止運(yùn)動(dòng)。整個(gè)過(guò)程中行李在傳送帶
上留下的摩擦痕跡長(zhǎng)度為0.04m
[拓展訓(xùn)練K2023?甘肅省模擬)如圖所示,水平勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶左右兩端相距£=3.5m,物
塊,(可看作質(zhì)點(diǎn))以水平速度vo=4m/s滑上傳送帶左端,物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=
0.1,設(shè)/到達(dá)傳送帶右端時(shí)的瞬時(shí)速度為v,g取10m/s2,下列說(shuō)法不正確的是()
11
小n-(?)
A.若傳送帶速度等于2m/s,物塊不可能先做減速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)
B.若傳送帶速度等于3.5m/s,v可能等于3mzs
C.若4到達(dá)傳送帶右端時(shí)的瞬時(shí)速度v等于3m/s,傳送帶可能沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)
D.若/到達(dá)傳送帶右端時(shí)的瞬時(shí)速度v等于3m/s,則傳送帶的速度不大于3m/s
考點(diǎn)02傾斜傳送帶中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題
傾斜傳送帶
滑塊的運(yùn)動(dòng)情況
情景
傳送帶不足夠長(zhǎng)傳送帶足夠長(zhǎng)
一直加速(一定滿(mǎn)足關(guān)系gsin先加速后勻速(一定滿(mǎn)足關(guān)系
0</zgcos6)gsin9v〃gcos6)
若〃2tan。,先加速后勻速
一直加速(加速度為gsin0+
若〃vtan仇先以加速,后
//geos9)
以。2加速
vo〈v時(shí),若〃2tana先加速
Vo〈v時(shí),一直加速(加速度為
后勻速;若〃〈tan。,先以幻
gsin0+jugcosff)
加速,后以。2加速
vo>v時(shí),若/z<tan0,一直加
產(chǎn)速,加速度大小為gsin8一vo>v時(shí),若〃》tan。,先減速
/zgcos9,若〃2tan仇一直減后勻速;若〃〈tan仇一直加
速,加速度大小為〃geos夕一速
gsin0
gsin9>〃gcos6,一直加速;
gsin8=//gcosa一直勻速
gsin0<〃gcos0,先減速到速
度為0后反向加速,若
(摩擦力方向一定沿斜gsin8v〃gcosa一直減速加速到原位置時(shí)速度
面向上)
大小為Vo;若v0>v,運(yùn)動(dòng)到
原位置時(shí)速度大小為V
[典例2?對(duì)傾斜傳送帶的考查](2024?遼寧沈陽(yáng)市模擬)如圖,AW是一段傾角為6=30。的傳送
帶,一個(gè)可以看作質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為%=1kg的物塊,以沿傳送帶向下的速度vo=4m/s從M點(diǎn)
開(kāi)始沿傳送帶運(yùn)動(dòng)。物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程的部分v—f圖像如圖所示,取g=10m/s2,貝)
甲乙
A.物塊最終從傳送帶N點(diǎn)離開(kāi)
B.傳送帶的速度v=lm/s,方向逆時(shí)針
C.物塊沿傳送帶下滑時(shí)的加速度。=2m/s2
D.物塊將在5s時(shí)回到原處
[拓展訓(xùn)練](多選)(2024?重慶名校聯(lián)盟期中)如圖甲為一足夠長(zhǎng)的傾斜傳送帶,傾角6=37。,現(xiàn)
以恒定速率v=4m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。一煤塊以初速度為=12m/s從/端沖上傳送帶,煤塊的
/圖像如圖乙所示,己知煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25,取g=10m/s2,5m37。=
0.6,cos37°=0.8,貝!1()
A.圖乙中亢=0.75s
B.圖乙中/2=2S
C.煤塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中距離/點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為10m
D.煤塊在傳送帶上留下的痕跡長(zhǎng)為(12+46)01
課時(shí)作業(yè)練
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練
1.(多選)(2022?肇慶市高一期末)如圖所示,一水平傳送帶沿順時(shí)針?lè)较蛞跃鶆蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),在傳
送帶左端/處無(wú)初速度地輕放一小物塊,則關(guān)于小物塊從4端運(yùn)動(dòng)到B端過(guò)程中的速度v隨
時(shí)間t的變化圖像,
2.(多選)(2023?四川省資中縣第二中學(xué)檢測(cè))如圖所示,由于運(yùn)力增加,某機(jī)場(chǎng)欲讓貨物盡快通
過(guò)傳送帶。已知傳送帶兩軸心間距為5m,傳送帶順時(shí)針勻速傳動(dòng),其速度的大小可以由驅(qū)
動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)需要設(shè)定,一可視為質(zhì)點(diǎn)的貨物以7m/s初速度從左端滑上傳送帶,已知貨物與
傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=0.4,取g=10m/s2,則下列傳送帶的速度符合要求的是()
(:1一"(?)
A.8m/sB.9m/sC.10m/sD.11m/s
3.(多選)應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車(chē)站的安全檢查儀,其傳送裝置可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型.傳送帶始
終保持v=0.4m/s的恒定速率運(yùn)行,行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.2,/、8間的距離
為2m,g取10m/s2.旅客把行李(可視為質(zhì)點(diǎn))無(wú)初速度地放在/處,則下列說(shuō)法正確的是()
A.開(kāi)始時(shí)行李的加速度大小為2m群
B.行李經(jīng)過(guò)2s到達(dá)8處
C.行李到達(dá)B處時(shí)速度大小為0.4m/s
D.行李在傳送帶上留下的摩擦痕跡長(zhǎng)度為0.08m
4.(多選)圖甲為一轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶,以恒定的速率v順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).在傳送帶的右側(cè)有一滑塊以初
速度均從光滑水平面滑上傳送帶,運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后離開(kāi)傳送帶,這一過(guò)程中滑塊運(yùn)動(dòng)的v—f
圖像如圖乙所示.由圖像可知滑塊()
甲乙
A.從右端離開(kāi)傳送帶
B.從左端離開(kāi)傳送帶
C.先受滑動(dòng)摩擦力的作用,后受靜摩擦力的作用
D.變速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受滑動(dòng)摩擦力的作用
5.(2022?濟(jì)寧一中高一月考)如圖所示,在一條傾斜的、靜止不動(dòng)的傳送帶上,有一個(gè)滑塊能
夠自由地向下滑動(dòng),該滑塊由上端自由地滑到底端所用時(shí)間為〃,如果傳送帶向上以速度為
運(yùn)動(dòng)起來(lái),保持其他條件不變,該滑塊由上端滑到底端所用的時(shí)間為打那么()
A.,1=12B.
C.t\<t2D.不能確定
6.(多選)(2023?廣東省華南師大附中檢測(cè))如圖甲所示,一足夠長(zhǎng)的、傾角為37。的傳送帶以恒
定速率穩(wěn)定運(yùn)行,一質(zhì)量%=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(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?,則物體相對(duì)地面的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖
乙所示,若取g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37。=0.8.則下列說(shuō)法正確的有()
-1
4w/(m-s)
3
2
1
o
2I68f
t/s
甲乙
A.0—8s內(nèi)物體的位移大小為14m
B.物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.625
C.0?4s內(nèi)物體上升的高度為4m
D.0~8s內(nèi)物體在傳送帶上留下的墨跡長(zhǎng)度為18m
7.(2023?遼寧阜新市聯(lián)考)如圖甲所示,足夠長(zhǎng)的勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶的傾角為仇在傳送帶上某
位置輕輕放置一物塊,結(jié)果物塊的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示,其中V。、擊已知。重
力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是()
A.物塊可能沿傳送帶向上運(yùn)動(dòng)
B.物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)大于tan。
C.電時(shí)間后物塊的加速度大小為2gsin8——
to
2vo
D.若傳送帶反轉(zhuǎn),則物塊將一直以大小為gsin?!募铀俣茸鰟蚣铀僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)
to
8.如圖,一平直的傳送帶以速率v=2m/s順時(shí)針勻速運(yùn)行,在A處把物體輕輕地放到傳送帶
上,經(jīng)過(guò)6s,物體到達(dá)3處,N、8相距£=10m,重力加速度g=10m/s?.則:
AB
(1)求物體在傳送帶上做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.
(2)求物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù).
(3)若物體是煤塊,求煤塊在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)度.
9.如圖所示為一水平傳送帶裝置示意圖.緊繃的傳送帶始終以恒定的速率v=lm/s向右運(yùn)行,
一質(zhì)量為加=4kg的物體無(wú)初速度地放在/處,傳送帶對(duì)物體的滑動(dòng)摩擦力使物體開(kāi)始做勻
加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),隨后物體又以與傳送帶相等的速率做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).設(shè)物體與傳送帶之間的
動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.1,4、8間的距離Z=2m,gIX10m/s2.
Ar~l3B
《)0
(1)求物體剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受滑動(dòng)摩擦力的大小與加速度的大?。?/p>
(2)求物體由A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間;
(3)如果提高傳送帶的運(yùn)行速率,物體就能被較快地傳送到B處,求使物體從/處傳送到B處
的最短時(shí)間和傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率.
10.(2023?廣東?期末)在工業(yè)化高度發(fā)展的今天,傳送帶已成為物流系統(tǒng)自動(dòng)化不可缺少的組
成部分.如圖所示,在物流運(yùn)輸線(xiàn)上,傳送帶以v=2m/s的速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),一可視為質(zhì)點(diǎn)的
包裹被靜止釋放于/點(diǎn),它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.5,此后其運(yùn)動(dòng)至8點(diǎn)最后到達(dá)C
點(diǎn),始終未脫離皮帶,包裹通過(guò)5點(diǎn)前后速度大小不變.已知間距離為4m,3c長(zhǎng)度為
3m且與水平面的夾角8=37。,重力加速度g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8,最大靜
摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力:
(1)通過(guò)計(jì)算證明包裹到達(dá)8點(diǎn)時(shí)已經(jīng)與傳送帶共速;
(2)求包裹在傳送帶上從2點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)所用時(shí)間;
(3)若傳送帶速度很大,若使包裹在傳送帶上從/點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)一直未與傳送帶速
度相等,求包裹運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小.
能力提升練
11.(2023?山東泰安市模擬)如圖所示,水平傳送帶N5間的距離為16m,質(zhì)量分別為2kg、4kg
的物塊P、。通過(guò)繞在光滑定滑輪上的細(xì)線(xiàn)連接,。在傳送帶的左端,且連接物塊0的細(xì)線(xiàn)
水平,當(dāng)傳送帶以8m/s的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),0恰好靜止.重力加速度取g=10m/s2,最大
靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.當(dāng)傳送帶以8m
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