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高中物理传送带模型滑块木板模型

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高中物理传送带模型滑块木板模型

传递带模型

滑块可能的运动状况

1.水平传递带模型

项目 图示

情形 1

(1) 可能向来加快

(2) 可能先加快后匀速

情形 2

(1) v0 >v 时,可能向来减速,也可能先减速再匀速

(2) v0 情形 3

(1) 传递带较短时,滑块向来减速达到左端

(2) 传递带较长时, 滑块还要被传递带传回右端。 此中 v0>v,返回时速度为 v;当 v02.倾斜传递带模型

项目

图示

滑块可能的运动状况

情形 1

(1) 可能向来加快

(2) 可能先加快后匀速

情形 2

(1) 可能向来加快

(2) 可能先加快后匀速

(3) 可能先以 a1 加快后以 a2 加快 *

情形 3

(1) 可能向来加快

(2) 可能先加快后匀速

(3) 可能向来匀速

(4) 可能先以 a1 加快后以 a2 加快 *

文档

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(1) 可能向来加快

情形 4

(2) 可能向来匀速

(3) 可能先减速后反向加快

*先是靠摩擦力加快到与传递带同速度 a1=F/m,后是 a2=( Gsina-f 摩擦力) /m 这个加快度加快

① 水平传递带问题 :求解的重点在于正确剖析出物体所受摩擦力

.判断摩擦力时要注意比较物体的运动速

物体的速度

度与传递带的速度, 也就是剖析物体在运动位移

x(对地 )的过程中速度能否和传递带速度相等.

与传递带速度相等的时辰就是物体所受摩擦力发生突变的时辰.

② 倾斜传递带问题 :求解的重点在于正确剖析物体与传递带的相对运动状况

,进而判断其能否遇到滑动摩

擦力作用.假如遇到滑动摩擦力作用应进一步确立其大小和方向,而后依据物体的受力状况确立物体的运

动状况.当物体速度与传递带速度相等时,物体所受的摩擦力有可能发生突变.

小结:

剖析办理传递带问题时需要特别注意两点:一是对物体在初态时

(静止开释或有初速度的开释 )所受滑

动摩擦力的方向的剖析;二是对物体与传递带共速时摩擦力的有无及方向的剖析.

关于传递带问题,必定要全面掌握上边提到的几类传递带模型,特别注意要依据详细状况合时进行议论,看一看受力与速度有没有转折点、突变点,做好运动过程的区分及相应动力学剖析.

3.传递带问题的解题思路模板

[剖析物体运动过程 ]

例 1:(多项选择)如下图,足够长的传递带与水平面夹角为

小木块与传递带间动摩擦要素为

θ,在传递带上某地点轻轻搁置一小木块,

μ,小木块速度随时间变化关系如下图, B.

tan

v0、 t0 已知,则(

A .传递带必定逆时针转动

v0

gt0 cos

D. t0 后滑块的加快度为

2g sin

C.传递带的速度大于 v0

v0

文档

t0

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[ 求互相运动时间,互相运动的位移 例 2:如下图,水平传递带两头相距

]

x=8 m,工件与传递带间的动摩擦因数

vB。 (取 g= 10 m/s2)

μ=,工件滑上 A 端

时速度 vA= 10 m/s,设工件抵达 B 端时的速度为

B

(1) 若传递带静止不动,求 v ;

若传递带顺时针转动,工件还可以抵(2) 达

B 端吗?

若不可以,说明原因;若能,求抵达 B 点的速度 vB;

(3) 若传递带以 v= 13 m/s 逆时针匀速转动,求 v 及工件由 A 到 B 所用的时间。

B

例 3:某煤矿运输部有一新采买的水平淡色足够长传递带以

做加快度大小为

4.0 m/s 的恒定速度运动, 若使该传递带改

(可视为质点 )

3.0 m/ s2 的匀减速运动,而且在传递带开始做匀减速运动的同时,将一煤块

已知煤块与传递带间的动摩擦因数为

,重力加快度取

无初速度放在传递带上.

10 m/s2,求煤块在淡色

传递带上能留下的印迹长度和相关于传递带运动的位移大小? (计算结果保存两位有效数字 )

例 4:将一个粉笔头 (可看做质点 )轻放在以 2 m/s 的恒定速度运动的足够长的水平传递带上后,

传递带

上留下一条长度为

4 m 的画线。若使该传递带仍以 2 m/s 的初速度改做匀减速运动,加快度大小恒为

(与传递带的动摩擦因数和第一个同样,也可

m/s2,且在传递带开始做匀减速运动的同时,将另一个粉笔头

看做质点 )轻放在传递带上, 该粉笔头在传递带上能留下一条多长的画线?

(传递带无穷长, 取 g= 10m/s2 )

随堂练习: 1(多项选择 )如下图,水平传递带

A、B 两头点相距 x= 4 m,以 v0= 2 m/s 的速度 (一直保持不

变 )顺时针运行。今将一小煤块 (可视为质点 )无初速度地轻放至 A 点处,已知小煤块与传递带间的动摩擦因 数为 0.4, g 取 10 m/s2。因为小煤块与传递带之间有相对滑动,会在传递带上留下划痕。则小煤块从 到 B 的过程中 ()

A 运动

A .小煤块从 A 运动到 B 的时间是 2 s

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B.小煤块从 A 运动到 B 的时间是 2.25 s

C.划痕长度是 4 m D.划痕长度是 0.5 m

随堂练习: 2 如下图,有一条沿顺时针方向匀速传递的传递带,恒定速度

面的夹角 θ= 37°,现将质量 ),与此同时,给小物块沿

v= 4 m/s,传递带与水平

m= 1 kg 的小物块轻放在其底端 (小物块可视作质点

h= 2.4 m 的平台上。已知物块

传递带方向向上的恒力

F= 8 N ,经过一段时间,小物块上到了离地面高为

与传递带之间的动摩擦因数 问:

μ=,(g 取 10 m/s2,sin37 °=,cos37°= 0.8)。

(1)物块从传递带底端运动到平台上所用的时间?

(2)若在物块与传递带达到同样速度时,立刻撤去恒力 F ,计算小

物块还需经过多少时间隔开传递带以及走开时的速度?

答案

(1)1.33 s (2)0.85 s 2.3 m/s

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木块滑板模型

上、下叠放两个物体,而且两物体在摩擦力的互相作用下发生相对滑动。两个物体分别在各自所受力

的作用下达成各自的运动,且二者之间还有相对运动。

1. 模型特色

(1)上下叠放的两个物体,在摩擦力的互相作用下发生相对滑动。 (2)能否存在速度相等的

“临界点 ”,来判断临界速度以后物体的运动形式。

(3)位移关系 ,滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中,

反向运动时,位移之和等于板长。

若滑块和滑板同向运动, 位移之差等于板长;

2. 木块滑板模型模型解题基本思路:

(1)剖析滑块和木板的受力状况,依据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加快度;

(2)对滑块和木板进行运动状况剖析,找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系,成立方程.

特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移

.

3.剖析滑块 —木板模型问题时应掌握的技巧

( 1)剖析题中滑块、木板的受力状况,求出各自的加快度。 ( 2)画好运动草图,找出位移、速度、时间等物理量间的关系。 ( 3)理解每一过程的末速度是下一过程的初速度。

( 4)二者发生相对滑动的条件: (1)摩擦力为滑动摩擦力。 ( 2)二者加快度不相等。

4. 易错点

①不清楚滑块、滑板的受力状况,求不出各自的加快度.

②不清楚物体间发生相对滑动的条件.

例 1:如下图,物块 A 和长木板

B 的质量均为 1 kg , A 与 B 之间、 B 与地面之间的动摩擦因数分别

为 0.5 和,开始时

A 静止在 B 的左端, B 停在水平川面上。某时辰起给

文档

A 施加一大小为 10 N,方向与

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水平成 θ=37°斜向上的拉力 F,0.5 s 后撤去 F ,最后 A 恰巧停在 B 的右端。 (sin37 °=,cos37°=,g 取

10 m/s2)

(1)0.5 s 末物块 A 的速度; (2)木板 B 的长度。

[ 答案 ] (1)3 m/s (2)1.5 m

例 2:一长木板在水平川面上运动,在 t =0 时辰将一相关于地面静止的物块轻放到木板上,此后木板运动的速度 — 时间图象如下图。已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦。

物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块一直在木板上。取

g=10 m/s2,求:

(1) 物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数;

(2) 从 t= 0 时辰到物块与木板均停止运动时,物块相关于木板的位移的大小。

[ 答案 ] (1)0.20 0.30 (2)1.125 m

例 3:一长轻质薄硬纸片置于圆滑水平川面上,木板上放质量均为

纸片之间的动摩擦因数分别为

1kg 的 A、 B 两物块, A、 B 与薄硬

μ1, μ2,水平恒力 F 作用在 A 物块上,如下图,已知最大静摩擦

力等于滑动摩擦力, g=10m/s2。则: A.若 F=1N,则物块、薄硬纸片都静止不动 B.若,则 A 物块所受摩擦力大小为 C.若 F=8N,则 B 物块的加快度为2

D.不论力 F 多大, A 与薄硬纸片都不会发生相对滑动

随堂练习: 1 质量为 2kg 的木板 B 静止在水平面上,可视为质点的物块

A 从木板的左边沿木板上表面

A 和 B 的 v- t 图像

水平冲上木板,如图甲所示。

A 和 B 经过 1s 达到同一速度,以后共同减速直至静止,

如图乙所示,重力加快度

g=10m/s2,求:

(1) A 与 B 之间的动摩擦因数 μ1 和 B 与水平面间的动 摩擦因数

μ2;

(2) A 的质量。

例 4:一平板车,质量 M=100kg ,停在水平路面 上,车身的平板离地面的高度h=1.25m ,一质量 m=50kg 的小物块置于车的平板上,它到车尾的距离

b=1m,与车板间的动摩擦因数

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0.2 ,如下图,

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今对平板车施一水平方向的恒力,使车向前行驶,结果物块从车板上滑落,物块刚走开车板的时辰,车向

前行驶距离 s0 2.0m ,求物块落地时,地址到车尾的水平距离

s(不计路面摩擦, g=10m/s2).

课后作业

1. 如下图,倾角为 速度的开释一个质量为

37°,长为 l =16 m 的传递带,转动速度为 v=10 m/s,在传递带顶端

A 处无初

m= 0.5 kg 的物体,已知物体与传递带间的动摩擦因数

μ= , g 取 10 m/s2。求:

(sin37 =°, cos37 =° 0.8)

(1)传递带顺时针转动时,物体从顶端

A 滑究竟端 B 的时间; A 滑究竟端 B 的时间。

(2)传递带逆时针转动时,物体从顶端

2.(多项选择)如下图,长木板搁置在水平面上,一小物块置于长木板的,长木板和物块的质量均

为 m,物块与木板间的动摩擦因数为

μ,木板与水平面间动摩擦因数为

,已知最大静摩擦力与滑动摩擦

3

F,则木板加快度

力大小相等,重力加快度为g。现对物块施加一水平向右的拉力

A .a=μg

C. a

a 大小可能是(

B . a

2 3 F

g

1 3

g

D . a

1 3

g

2m

3.如图,质量 M=8kg 的小车静止在圆滑水平面上,在小车右端施加一水平拉力

F=8N,当小车速度达

时,在小车的右端、由静止轻放一大小不计、质量

m=2kg 的物体,物体与小车间的动摩擦因数

μ ,小车足够长, 物体从放上小车开始经 的时间, 则物体相对地面的位移为多少 ( g 取 10m/s2)

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