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文檔簡介
牛頓運動定律的綜合應用牛頓運動定律的綜合應用牛頓運動定律的綜合應用課件1.已知受力情況求運動情況根據牛頓第二定律,已知物體的
,可以求出物體的加速度;再知道物體的初始條件(初位置和初速度),根據
,就可以求出物體在任一時刻的速度和位置,也就求出了物體的運動情況.2.已知物體的運動情況,求物體的受力情況根據物體的運動情況,由
可以求出加速度,再根據
可確定物體的合外力,從而求出未知力,或與力相關的某些量,如動摩擦因數、勁度系數、力的方向等.受力情況運動學公式運動學公式牛頓第二定律一、動力學的兩類基本問題1.已知受力情況求運動情況受力情況運動學公式運動學公式牛頓第二、解答兩類動力學問題的基本方法及步驟(1)明確研究對象.根據問題的需要和解題的方便,選出被研究的物體.(2)分析物體的受力情況和運動情況,畫好受力分析圖,明確物體的運動性質和運動過程.(3)選取正方向或建立坐標系,通常以加速度的方向為正方向或以加速度方向為某一坐標軸的正方向.(4)求合外力F.(5)根據牛頓第二定律F=ma列方程求解,必要時還要對結果進行討論.二、解答兩類動力學問題的基本方法及步驟(1)明確研究對象.根高考熱點:生活中的分段運動注意:能用牛頓運動定律解的問題一般都能用能量觀點和動量觀點求解!動能定理動量定理高考熱點:生活中的分段運動注意:能用牛頓運動定律解的問題一般例1如圖所示,在海濱游樂場里有一種滑沙運動.某人坐在滑板上從斜坡的高處A點由靜止開始滑下,滑到斜坡底端B點后,沿水平的滑道再滑行一段距離到C點停下來.如果人和滑板的總質量m=60.0kg,滑板與斜坡滑道和水平滑道間的動摩擦因數均為μ=0.5,斜坡的傾角θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),斜坡與水平滑道間是平滑連接的,整個運動過程中空氣阻力忽略不計,重力加速度g取10m/s2.求(1)人從斜坡上滑下的加速度為多大?(2)若由于場地的限制,水平滑道的最大距離BC為L=20.0m,則人在斜坡上滑下的距離AB應不超過多少?例1如圖所示,在海濱游樂場里有一種滑沙運動.某人坐在滑板上1.超重(1)定義:物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)
物體所受重力的情況.(2)產生條件:物體具有
的加速度.2.失重(1)定義:物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)
物體所受重力的情況.(2)產生條件:物體具有
的加速度.大于向上小于向下3.完全失重(1)定義:物體對水平支持物的壓力(或對豎直懸掛物的拉力)
的情況稱為完全失重現象.(2)產生條件:物體的加速度a=g.等于零二、超重和失重1.超重大于向上小于向下3.完全失重等于零二、超重和失重一、對超重和失重的進一步理解1.不論超重、失重或完全失重,物體的重力不變,只是“視重”改變.2.物體處于超重狀態還是失重狀態取決于加速度的方向,與速度的大小和方向沒有關系,下表列出了加速度方向與物體所處狀態的關系.運動情況超重、失重視重a=0不超重、不失重F=mga的方向豎直向上超重F=m(g+a)a的方向豎直向下失重F=m(g-a)a=g完全失重F=0一、對超重和失重的進一步理解運動情況超重、失重視重a=0不超3.物體處于超重或失重時的運動情況(1)超重時,物體向上加速或向下減速;(2)失重時,物體向下加速或向上減速.4.物體超重或失重的多少是由物體的質量和豎直加速度共同決定的,其大小等于ma.(1)物體超重或失重時,加速度方向不一定沿豎直方向,只要加速度有豎直向上的分量就是超重,加速度有豎直向下的分量就是失重.(2)物體超重或失重時,加速度的大小不一定是恒定的.3.物體處于超重或失重時的運動情況例1一枚火箭由地面豎直向上發射,其速度和時間的關系圖線如圖所示,則()A.t3時刻火箭距地面最遠B.t2~t3的時間內,火箭在向下降落C.t1~t2的時間內,火箭處于失重狀態D.0~t3的時間內,火箭始終處于失重狀態答案:A例1一枚火箭由地面豎直向上發射,其速度和時間的關系圖線如圖所例2在升降電梯內的地板上放一體重計,電梯靜止時,曉敏同學站在體重計上,體重計示數為50kg,電梯運動過程中,某一段時間內曉敏同學發現體重計示數如圖所示,在這段時間內下列說法中正確的是()A.曉敏同學所受的重力變小了B.曉敏對體重計的壓力小于體重計對曉敏的支持力C.電梯一定在豎直向下運動D.電梯的加速度大小為g/5,方向一定豎直向下答案:D例2在升降電梯內的地板上放一體重計,電梯靜止時,曉敏同學站在三、瞬時加速度問題1.兩個模型(1)剛性繩(或接觸面):一種不發生明顯形變就能產生彈力的物體,剪斷(或脫離)后,彈力立即改變或消失,不需要形變恢復時間,一般題目中所給的細線、輕桿和接觸面在不加特殊說明時,均可按此模型處理.(2)彈簧(或橡皮繩):當彈簧的兩端與物體相連(即兩端為固定端)時,由于物體有慣性,彈簧的長度不會發生突變,所以在瞬時問題中,其彈力的大小認為是不變的,即此時彈簧的彈力不突變.三、瞬時加速度問題1.兩個模型(1)力和加速度的瞬時對應性是高考的重點.物體的受力情況應符合物體的運動狀態,當外界因素發生變化(如撤力、變力、斷繩等)時,需重新進行運動分析和受力分析,切忌想當然!(2)細繩彈力可以發生突變,而彈簧彈力不能發生突變.(3)當外界因素發生變化,合力發生變化,加速度發生變化,但速度不會突然發生變化!特別提醒:(1)力和加速度的瞬時對應性是高考的重點.物體的受力情況應符例1細繩拴一個質量為m的小球,小球用固定在墻上的水平彈簧支撐,小球與彈簧不粘連.平衡時細繩與豎直方向的夾角為53°,如圖所示.以下說法正確的是(已知cos53°=0.6,sin53°=0.8)()例1細繩拴一個質量為m的小球,小球用固定在墻上的水平彈簧支撐例2如圖,物體A、B用輕質細線2相連,然后用細線1懸掛在天花板上,求剪斷輕細線1的瞬間兩個物體的加速度a1、a2大小分別為()A.g,0B.g,gC.0,gD.2g,g解析:細線剪斷后,A、B以共同加速度做自由落體運動答案:B例2如圖,物體A、B用輕質細線2相連,然后用細線1懸掛在天花例3如圖所示,物塊1、2間用剛性輕質桿連接,物塊3、4間用輕質彈簧相連,物塊1、3質量為m,2、4質量為M,兩個系統均置于水平放置的光滑木板上,并處于靜止狀態.現將兩木板沿水平方向突然抽出,設抽出后的瞬間,物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4.重力加速度大小為g,則有()答案:C例3如圖所示,物塊1、2間用剛性輕質桿連接,物塊3、4間用輕四、連接體問題在物理題型中,常涉及相連接的幾個物體,研究對象不唯一.解答這類問題時,應優先考慮整體法,因為整體法涉及研究對象少,未知量少,所列方程少,求解簡便.但對于大多數平衡問題單純用整體法不能解決,通常采用“先整體,后隔離”的分析方法.牛頓運動定律的綜合應用課件例靜止在水平面上的A、B兩個物體通過一根拉直的輕繩相連,如圖,輕繩長L=1m,承受的最大拉力為8N,A的質量m1=2kg,B的質量m2=8kg,A、B與水平面間的動摩擦因數μ=0.2,現用一逐漸增大的水平力F作用在B上,使A、B向右運動,當F增大到某一值時,輕繩剛好被拉斷(g=10m/s2).(1)求繩剛被拉斷時F的大小.(2)若繩剛被拉斷時,A、B的速度為2m/s,保持此時的F大小不變,當A靜止時,A、B間的距離為多少?例靜止在水平面上的A、B兩個物體通過一根拉直的輕繩相連,如圖五、牛頓運動定律的圖像問題在高中動力學圖象問題中常見的類型有:(1)從物理圖象上分析物理過程,即利用圖象所給的信息,分析物體的受力或運動;(2)將物理過程表述為物理圖象,要求學生根據題目中的條件畫出物體的受力或運動圖象.五、牛頓運動定律的圖像問題在高中動力學圖象問題中常見的類型有1、牛頓第二定律與v-t圖象相結合的問題,一般先由v-t圖象分析物體的加速度及其變化規律,再由牛頓第二定律列方程求解問題,或者先由牛頓第二定律分析加速度及其變化規律,再作出v-t圖象.1、牛頓第二定律與v-t圖象相結合的問題,一般先由v-t圖象例1.一個物塊放置在粗糙的水平地面上,受到的水平拉力F隨時間t變化的關系如圖(a)所示,速度v隨時間t變化的關系如圖(b)所示g=10m/s2求:(1)1s末物塊所受摩擦力的大小f1;(2)物塊在前6s內的位移大小;(3)物塊與水平地面間的動摩擦因數μ.例1.一個物塊放置在粗糙的水平地面上,受到的水平拉力F隨時間例2某物體做直線運動的v-t圖象如圖甲所示,據此判斷圖乙(F表示物體所受合力)四個選項中正確的是()例2某物體做直線運動的v-t圖象如圖甲所示,據此判斷圖乙(F例3、質量為2kg的物體靜止在足夠大的水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數為0.2,最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等.從t=0時刻開始,物體受到方向不變、大小呈周期性變化的水平拉力F的作用.F隨時間t的變化規律如圖所示.重力加速度g取10m/s2,則物體在t=0至t=12s這段時間的位移大小()A.18mB.54mC.72mD.198m例3、質量為2kg的物體靜止在足夠大的水平地面上,物體與地例4.如圖甲所示,物體沿斜面由靜止滑下,在水平面上滑行一段距離后停止,物體與斜面和水平面間的動摩擦因數相同,斜面與水平面平滑連接.圖乙中v、a、Ff和x分別表示物體的速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程.圖乙中正確的是()例4.如圖甲所示,物體沿斜面由靜止滑下,在水平面上滑行一段距例5.蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關節等處,從幾十米高處跳下的一種極限運動.某人做蹦極運動,所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖所示.將蹦極過程近似為在豎直方向的運動,重力加速度為g.據圖可知,此人在蹦極過程中的最大加速度約為()A.g B.2gC.3g D.4g例5.蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關節等處,從六等時圓模型的應用“等時圓”模型
(3)巧用“等時圓”模型解題對于涉及豎直面上物體運動時間的比較、計算等問題可考慮用等時圓模型求解.六等時圓模型的應用“等時圓”模型(3)巧用“等時圓”例1如圖所示,位于豎直平面內的固定光滑圓環軌道與水平面相切于M點,與豎直墻相切于A點.豎直墻上另一點B與M的連線和水平面的夾角為60°,C是圓環軌道的圓心.已知在同一時刻a、b兩球分別由A、B兩點從靜止開始沿光滑傾斜直軌道AM、BM運動到M點;c球由C點自由下落到M點.則()A.a球最先到達M點B.b球最先到達M點C.c球最先到達M點D.b球和c球都可能最先到達M點例1如圖所示,位于豎直平面內的固定光滑圓環軌道與水平面相切于例1、如圖,質點沿光滑斜面由頂點A下滑,該斜面底邊長度恒定,傾角θ可變,頂點A始終位于同一豎直面內且與豎直墻面接觸.為使質點以最短的時間到達斜面底端,斜面的傾角θ應取最短的時間到達斜面底端,斜面的傾角θ應取45°最短的時間問題與等時圓模型不同!!!例1、如圖,質點沿光滑斜面由頂點A下滑,該斜面底邊長度恒定,例2、一間新房要蓋屋頂,為了使下落的雨滴能夠以最短的時間淌離屋頂,則所蓋屋頂的頂角應為(設雨滴沿屋頂下淌時,可看成在光滑的斜坡上下滑)()A.60° B.90°C.120° D.150°例2、一間新房要蓋屋頂,為了使下落的雨滴能夠以最短的時間淌離七、滑板-滑塊問題因題目所給的情境中至少涉及兩個物體、多個運動過程,并且物體間還存在相對運動,所以應準確求出各物體在各運動過程的加速度(注意兩過程的連接處加速度可能突變),找出物體之間的位移(路程)關系或速度關系是解題的突破口.求解中更應注意聯系兩個過程的紐帶,每一個過程的末速度是下一個過程的初速度.七、滑板-滑塊問題因題目所給的情境中至少涉及兩個物體、多個運例如圖所示,質量M=8kg的長木板放在光滑的水平面上,在長木板左端加一水平恒推力F=8N,當長木板向右運動的速度達到1.5m/s時,在長木板前端輕輕地放上一個大小不計,質量為m=2kg的小物塊,物塊與長木板間的動摩擦因數μ=0.2,長木板足夠長.(g=10m/s2)(1)小物塊放后,小物塊及長木板的加速度各為多大?(2)經多長時間兩者達到相同的速度?(3)從小物塊放上長木板開始,經過t=1.5s小物塊的位移大小為多少?例如圖所示,質量M=8kg的長木板放在光滑的水平面上,在長九、動力學中的臨界問題分析臨界狀態:物體由某種物理狀態變化為另一種物理狀態時,中間發生質的飛躍的轉折狀態,通常稱之為臨界狀態。臨界問題:涉及臨界狀態的問題叫做臨界問題。九、動力學中的臨界問題分析臨界狀態:物體由某種物理狀態變化為例1:在水平向右運動的小車上,有一傾角θ=370的光滑斜面,質量為m的小球被平行于斜面的細繩系住而靜止于斜面上,如圖所示。當小車以⑴a1=g,⑵a2=2g的加速度水平向右運動時,繩對小球的拉力及斜面對小球的彈力各為多大?θa例1:在水平向右運動的小車上,有一傾角θ=370的光滑斜面,解:GFNF易見:支持力FN隨加速度a的增大而減小當a=gcotθ=4g/3時,支持力FN=0
小球即將脫離斜面則沿x軸方向Fcosθ-FNsinθ=ma沿y軸方向Fsinθ+FNcosθ=mgθ取小球為研究對象并受力分析,建立正交坐標系將a1=g、a2=2g分別代入得a1=g時:F=7mg/5;FN=mg/5a2=2g時:F=11mg/5;FN=-2mg/5xya解:GFNF易見:支持力FN隨加速度a的增大而減小支持力FN
隨加速度a的增大而減小當a=gcotθ=4g/3時,支持力FN=0小球即將脫離斜面支持力FN隨加速度a的增大而減小當a=gcot當小車加速度a>4g/3時,小球已飄離斜面,如圖所示得GFmaθa將a=a2=2g代入得 F=
mg【小結】相互接觸的兩個物體將要脫離的臨界條件是相互作用的彈力剛好為零。當小車加速度a>4g/3時,小球已飄離斜面,如圖所示得GF拓展:上述問題中,若小車向左加速運動,試求加速度a=g時的繩中張力。θaFNGF簡析:xy則沿x軸方向FNsinθ-Fcosθ=ma沿y軸方向FNcosθ+Fsinθ=mg將a=g代入得F=-0.2mgFN=1.4mg拓展:上述問題中,若小車向左加速運動,試求加速度a=g時的牛頓運動定律的綜合應用課件拓展:上述問題中,若小車向左加速運動,試求加速度a=g時的繩中張力。θaFNGF簡析:xy則沿x軸方向FNsinθ-Fcosθ=ma沿y軸方向FNcosθ+Fsinθ=mg將a=g代入得F=-0.2mgFN=1.4mgF的負號表示繩已松弛,故F=0此時a=gtanθ=3g/4而a
=g
,故繩已松弛,繩上拉力為零[小結]
繩子松弛的臨界條件是:繩中拉力剛好為零。拓展:上述問題中,若小車向左加速運動,試求加速度a=g時的例2:有一質量M=4kg的小車置于光滑水平桌面上,在小車上放一質量m=6kg的物塊,動摩擦因素μ=0.2,現對物塊施加F=25N的水平拉力,如圖所示,求小車的加速度?(設車與物塊之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力且g取10m/s2)則兩者保持相對靜止的最大加速度為am=fm/M=μmg/M=3m/s2FmM解:當木塊與小車之間的摩擦力達最大靜摩擦力時,對小車水平方向受力分析如圖Mfm例2:有一質量M=4kg的小車置于光滑水平桌面上,在小車上放再取整體為研究對象受力如圖mM而F=25N<Fm
木塊與小車保持相對靜止得:Fm=(M+m)am=30N故系統的加速度a=F/(M+m)=2.5m/s2Fm小結:存在靜摩擦的連接系統,當系統外力大于最大靜摩擦力時,物體間不一定有相對滑動。相對滑動與相對靜止的臨界條件是:
靜摩擦力達最大值再取整體為研究對象受力如圖mM而F=25N<Fm三類臨界問題的臨界條件(1)相互接觸的兩個物體將要脫離的臨界條件是:
(2)繩子松弛的臨界條件是:(3)存在靜摩擦的連接系統,當系統外力大于最大靜摩擦力時,物體間不一定有相對滑動,相對滑動與相對靜止的臨界條件是:相互作用的彈力為零繩中拉力為零靜摩擦力達最大值三類臨界問題的臨界條件相互作用的彈力為零繩中拉力為零靜摩擦力例3.如圖所示,在光滑水平面上有一質量為m1的足夠長的木板,其上疊放一質量為m2的木塊.假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等.現給木塊施加一隨時間t增大的水平力F=kt(k是常數),木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2.下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是()
答案:A例3.如圖所示,在光滑水平面上有一質量為m1的足夠長的木板,十、傳送帶問題分析處理傳送帶問題需要特別注重兩點分析:一是對物體所受滑動摩擦力的方向的分析;二是對物體在達到傳送帶的速度時摩擦力的有無及方向的分析.十、傳送帶問題分析處理傳送帶問題需要特別注重兩點分析:一是v0如圖所示,傳送帶從A到B長度為L,傳送帶以v0的速率順時針轉動.在傳送帶上端A無初速地放一個質量為m的物體,它與傳送帶間的動摩擦因數μ,試分析滑塊在傳送帶上的運動情況.AB(一)水平傳送帶v0如圖所示,傳送帶從A到B長度為L,傳送帶以v0的速率順時無初速度的滑塊在水平傳送帶上的運動情況分析傳送帶剛夠長v0v0vtv0滑塊一直做勻加速傳送帶長度滑塊在傳送帶上的運動情景滑塊運動情況滑塊運動的v-t圖像注意:滑塊在傳送帶上加速獲得的最大速度不大于傳送帶的速度。傳送帶不夠長滑塊一直做勻加速v0vtvv0v傳送帶足夠長v0v0滑塊先做勻加速后勻速vtv0t1無初速度的滑塊在水平傳送帶上的運動情況分析傳送帶剛夠長v0v無初速度的滑塊在水平傳送帶上的運動的時間傳送帶剛夠長v0v0傳送帶長度滑塊在傳送帶上的運動情景滑塊運動的時間傳送帶不夠長v0v傳送帶足夠長v0v0無初速度的滑塊在水平傳送帶上的運動的時間傳送帶剛夠長v0v0例1如圖所示,水平傳送帶A、B兩端點相距x=4m,以v0=2m/s的速度(始終保持不變)順時針運轉,今將一小煤塊(可視為質點)無初速度地輕放至A點處,已知小煤塊與傳送帶間的動摩擦因數為0.4,g取10m/s2.由于小煤塊與傳送帶之間有相對滑動,會在傳送帶上留下劃痕.則小煤塊從A運動到B的過程中()答案:BD例1如圖所示,水平傳送帶A、B兩端點相距x=4m,以v0=傳送帶足夠長v0v0傳送帶剛夠長v0v0滑塊先做勻加速后勻速滑塊一直做勻加速傳送帶不夠長滑塊一直做勻加速v0v傳送帶長度滑塊在傳送帶上的運動情景滑塊運動情況滑塊運動的v-t圖像與傳送帶具有同向速度的滑塊在水平傳送帶上的運動分析(v1<v0)v0vtv1tvtv0tv1vtv0t1tv1注意:滑塊在傳送帶上加速時,獲得的最大速度不大于傳送帶的速度。傳送帶足夠長v0v0傳送帶剛夠長v0v0滑塊先做勻加速后勻速傳送帶足夠長v0v0傳送帶剛夠長v0v0滑塊先做勻減速后勻速滑塊一直做勻減速傳送帶不夠長滑塊一直做勻減速v0v傳送帶長度滑塊在傳送帶上的運動情景滑塊運動情況滑塊運動的v-t圖像vtv0t1v1tvtv0v1tv0vtv1t與傳送帶具有同向速度的滑塊在水平傳送帶上的運動分析(v1>v0)注意:滑塊在傳送帶上減速時,減速后的最后速度不小于傳送帶的速度。傳送帶足夠長v0v0傳送帶剛夠長v0v0滑塊先做勻減速后勻速V=0v0V=0v0滑塊先做勻減速后反向勻加速至v1(v1<v0)滑塊一直做勻減速滑塊一直做勻減速v0vvtv0v1tvv0tv1t與傳送帶具有反向速度的滑塊在水平傳送帶上的運動分析傳送帶足夠長傳送帶剛夠長傳送帶不夠長傳送帶長度滑塊在傳送帶上的運動情景滑塊運動情況滑塊運動的v-t圖像vtv0t1v1tv1滑塊先做勻減速后反向勻加速至v0,后做勻速(v1>v0)vtv0t1v1tV=0v0V=0v0滑塊先做勻減速后反向勻加速至v1(v1<例2如圖甲所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行.初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶.若從小物塊滑上傳送帶開始計時,小物塊在傳送帶上運動的v-t圖象(以地面為參考系)如圖乙所示.已知v2>v1,則()A.t2時刻,小物塊離A處的距離達到最大B.t2時刻,小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大C.0~t2時間內,小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D.0~t3時間內,小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用答案:B例2如圖甲所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行.初速傳送帶的速度v1,和物體運動的初速度v2滿足不同的關系,物體的運動情況各不相同:(1)當傳送帶運行的方向與物體運動的方向相反時,物體受到滑動摩擦力的方向與物體的運動方向相反,物體做勻減速運動(2)當v1和v2同向且v2>v1時,物體先做勻減速運動,然后隨傳送帶一起以v1做勻速運動.(3)當v1和v2同向且v1>v2時,物體先做勻加速運動,然后隨傳送帶一起以v1做勻速運動.
注意:當物體與傳送帶相對靜止,因物體與傳送帶間無相對運動的趨勢,故物體所受的摩擦力突變為零,之后物體隨傳送帶一起做勻速運動傳送帶的速度v1,和物體運動的初速度v2滿足不同的關系,物體(二)傾斜傳送帶(從下到上順時針)如圖所示,傳送帶與水平面夾角為θ,從A到B長度為L,傳送帶以v0的速率順時針轉動.在傳送帶A端無初速地放一個質量為m的滑塊,它與傳送帶間的動摩擦因數μ,試分析滑塊的運動情況本情景中,必須滿足μmgcosθ>mgsinθ,即μ>tanθ,否則上不去v0ABθ當物體與傳送帶相對靜止,摩擦力的大小是否突變取決于下滑力與最大靜摩擦力的關系,另外還要注意分析摩擦力的方向是否發生突變.(二)傾斜傳送帶(從下到上順時針)如圖所示,傳送帶與水平面夾無初速度的滑塊在傾斜傳送帶上的運動情況分析傳送帶剛夠長v0v0vtv0滑塊一直做勻加速傳送帶長度滑塊在傳送帶上的運動情景滑塊運動情況滑塊運動的v-t圖像注意:滑塊在傳送帶上加速獲得的最大速度不大于傳送帶的速度。傳送帶不夠長滑塊一直做勻加速v0vtvv0v傳送帶足夠長v0v0滑塊先做勻加速后勻速vtv0t1無初速度的滑塊在傾斜傳送帶上的運動情況分析傳送帶剛夠長v0v傳送帶“不夠長”(物體到達B時,速度仍小于傳送帶的速度)物體從A運動到一直做勻加速故加速時間為:傳送帶“剛夠長”(物體到B時,速度剛好等于傳送帶的速度)物體從A運動到一直做勻加速故加速時間為:傳送帶“足夠長”(物體到B前,速度等于傳送帶的速度,之后由于受靜摩擦力而做勻速運動)傳送帶“不夠長”(物體到達B時,速度仍小于傳送帶的速度)物體傳送帶足夠長v0v0傳送帶剛夠長v0v0滑塊先做勻加速后勻速滑塊一直做勻加速傳送帶不夠長滑塊一直做勻加速v0v傳送帶長度滑塊在傳送帶上的運動情景滑塊運動情況滑塊運動的v-t圖像與傳送帶具有同向速度的滑塊在傾斜傳送帶上的運動分析(v1<v0)v0vtv1tvtv0tv1vtv0t1tv1注意:滑塊在傳送帶上加速時,獲得的最大速度不大于傳送帶的速度。傳送帶足夠長v0v0傳送帶剛夠長v0v0滑塊先做勻加速后勻速傳送帶足夠長v0v0傳送帶剛夠長v0v0滑塊先做勻減速后勻速滑塊一直做勻減速傳送帶不夠長滑塊一直做勻減速v0v傳送帶長度滑塊在傳送帶上的運動情景滑塊運動情況滑塊運動的v-t圖像vtv0t1v1tvtv0v1tv0vtv1t與傳送帶具有同向速度的滑塊在水平傳送帶上的運動分析(v1>v0)注意:滑塊在傳送帶上減速時,減速后的最后速度不小于傳送帶的速度。傳送帶足夠長v0v0傳送帶剛夠長v0v0滑塊先做勻減速后勻速(1)通過計算說明工件在傳送帶上做什么運動.(2)求工件從P點運動到Q點所用的時間.(1)通過計算說明工件在傳送帶上做什么運動.如圖所示,傳送帶與水平面夾角為θ,從A到B長度為L,傳送帶以v0的速率逆時針轉動.在傳送帶B端無初速地放一個質量為m的物體,它與傳送帶間的動摩擦因數μABVfGN(三)傾斜傳送帶(從上到下逆時針轉動)如圖所示,傳送帶與水平面夾角為θ,從A到B長度為L,傳送帶以傳送帶“不夠長”(物體到達A時,速度仍小于傳送帶的速度)傳送帶“剛夠長”(物體到A時,速度剛好等于傳送帶的速度)物體一直做勻加速,故加速時間為:物體一直做勻加速,故加速時間為:傳送帶“不夠長”(物體到達A時,速度仍小于傳送帶的速度)傳送傳送帶“足夠長”傳送帶“足夠長”ABVfGN(四)傾斜傳送帶(從上到下順時針轉動)本情景中,必須滿足mgsinθ>μmgcosθ,即μ>tanθ,否則下不去ABVfGN(四)傾斜傳送帶(從上到下順時針轉動)本情景中,(五)傳送帶中的能量問題對于勻速運動的傳送帶,傳送帶應提供兩方面的能量:一、物體動能的增加Q=f·S相對二、物體與傳送帶間的摩擦所生成的熱(即內能)W=△EK+△EP+Q如果是傾斜傳送帶還有重力勢能的增加LBADCL傳送帶做的功(五)傳送帶中的能量問題對于勻速運動的傳送帶,三、摩擦力做功和生的熱計算方法不同!!!Q=f·S相對S地指的是對地的位移S相對指的是相對于傳送帶的位移三、摩擦力做功和生的熱計算方法不同!!!Q=f·S相對S地指例4、如圖所示,水平傳送帶以速度v勻速運動,一質量為m的小木塊由靜止輕放到傳送帶上,若小木塊與傳送帶之間的動摩擦因數為μ,當小木塊與傳送帶相對靜止時,轉化為內能的能量是多少?電動機增加的功率為什么?牛頓運動定律的綜合應用課件例5、如圖所示,傾角為37o的傳送帶以4m/s的速度沿圖示方向勻速運動。已知傳送帶的上、下兩端間的距離為L=7m。現將一質量m=0.4kg的小木塊放到傳送帶的頂端,使它從靜止開始沿傳送帶下滑,已知木塊與傳送帶間的動摩擦因數為μ=0.25,取g=10m/s2。求木塊滑到底的過程中,摩擦力對木塊做的功以及生的熱各是多少?
解:(1)摩擦力對木塊做的功方法2例5、如圖所示,傾角為37o的傳送帶以4m/s的速度沿圖示方(2)生的熱設一段時間t后,設一段時間t’后,(2)生的熱設一段時間t后,設一段時間t’后,八、系統法若由質量分別為m1、m2、….、mn的物體組成的系統,它們的加速度分別為a1、a2、…、an,則系統的合外力F合=m1a1+m2a2+…+mnan八、系統法若由質量分別為m1、m2、….、mn的物體例.如圖所示,一傾角為α的斜面體置于固定在光滑水平地面上的物體A、B之間,斜面體恰好與物體A、B接觸.一質量為m的物體C恰能沿斜面勻速下滑,此時斜面體與A、B均無作用力.若用平行于斜面的力F沿斜面向下推物體C,使其加速下滑,則下列關于斜面體與物體A、B間的作用力的說法正確的是(
)A.對物體A有向左的壓力,大小為mgcosαsinαB.對物體A有向左的壓力,大小為FcosαC.對物體B有向右的壓力,大小為mgcosαsinαD.以上說法均不正確例.如圖所示,一傾角為α的斜面體置于固定在光滑水平地面上的物牛頓運動定律的綜合應用牛頓運動定律的綜合應用牛頓運動定律的綜合應用課件1.已知受力情況求運動情況根據牛頓第二定律,已知物體的
,可以求出物體的加速度;再知道物體的初始條件(初位置和初速度),根據
,就可以求出物體在任一時刻的速度和位置,也就求出了物體的運動情況.2.已知物體的運動情況,求物體的受力情況根據物體的運動情況,由
可以求出加速度,再根據
可確定物體的合外力,從而求出未知力,或與力相關的某些量,如動摩擦因數、勁度系數、力的方向等.受力情況運動學公式運動學公式牛頓第二定律一、動力學的兩類基本問題1.已知受力情況求運動情況受力情況運動學公式運動學公式牛頓第二、解答兩類動力學問題的基本方法及步驟(1)明確研究對象.根據問題的需要和解題的方便,選出被研究的物體.(2)分析物體的受力情況和運動情況,畫好受力分析圖,明確物體的運動性質和運動過程.(3)選取正方向或建立坐標系,通常以加速度的方向為正方向或以加速度方向為某一坐標軸的正方向.(4)求合外力F.(5)根據牛頓第二定律F=ma列方程求解,必要時還要對結果進行討論.二、解答兩類動力學問題的基本方法及步驟(1)明確研究對象.根高考熱點:生活中的分段運動注意:能用牛頓運動定律解的問題一般都能用能量觀點和動量觀點求解!動能定理動量定理高考熱點:生活中的分段運動注意:能用牛頓運動定律解的問題一般例1如圖所示,在海濱游樂場里有一種滑沙運動.某人坐在滑板上從斜坡的高處A點由靜止開始滑下,滑到斜坡底端B點后,沿水平的滑道再滑行一段距離到C點停下來.如果人和滑板的總質量m=60.0kg,滑板與斜坡滑道和水平滑道間的動摩擦因數均為μ=0.5,斜坡的傾角θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),斜坡與水平滑道間是平滑連接的,整個運動過程中空氣阻力忽略不計,重力加速度g取10m/s2.求(1)人從斜坡上滑下的加速度為多大?(2)若由于場地的限制,水平滑道的最大距離BC為L=20.0m,則人在斜坡上滑下的距離AB應不超過多少?例1如圖所示,在海濱游樂場里有一種滑沙運動.某人坐在滑板上1.超重(1)定義:物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)
物體所受重力的情況.(2)產生條件:物體具有
的加速度.2.失重(1)定義:物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)
物體所受重力的情況.(2)產生條件:物體具有
的加速度.大于向上小于向下3.完全失重(1)定義:物體對水平支持物的壓力(或對豎直懸掛物的拉力)
的情況稱為完全失重現象.(2)產生條件:物體的加速度a=g.等于零二、超重和失重1.超重大于向上小于向下3.完全失重等于零二、超重和失重一、對超重和失重的進一步理解1.不論超重、失重或完全失重,物體的重力不變,只是“視重”改變.2.物體處于超重狀態還是失重狀態取決于加速度的方向,與速度的大小和方向沒有關系,下表列出了加速度方向與物體所處狀態的關系.運動情況超重、失重視重a=0不超重、不失重F=mga的方向豎直向上超重F=m(g+a)a的方向豎直向下失重F=m(g-a)a=g完全失重F=0一、對超重和失重的進一步理解運動情況超重、失重視重a=0不超3.物體處于超重或失重時的運動情況(1)超重時,物體向上加速或向下減速;(2)失重時,物體向下加速或向上減速.4.物體超重或失重的多少是由物體的質量和豎直加速度共同決定的,其大小等于ma.(1)物體超重或失重時,加速度方向不一定沿豎直方向,只要加速度有豎直向上的分量就是超重,加速度有豎直向下的分量就是失重.(2)物體超重或失重時,加速度的大小不一定是恒定的.3.物體處于超重或失重時的運動情況例1一枚火箭由地面豎直向上發射,其速度和時間的關系圖線如圖所示,則()A.t3時刻火箭距地面最遠B.t2~t3的時間內,火箭在向下降落C.t1~t2的時間內,火箭處于失重狀態D.0~t3的時間內,火箭始終處于失重狀態答案:A例1一枚火箭由地面豎直向上發射,其速度和時間的關系圖線如圖所例2在升降電梯內的地板上放一體重計,電梯靜止時,曉敏同學站在體重計上,體重計示數為50kg,電梯運動過程中,某一段時間內曉敏同學發現體重計示數如圖所示,在這段時間內下列說法中正確的是()A.曉敏同學所受的重力變小了B.曉敏對體重計的壓力小于體重計對曉敏的支持力C.電梯一定在豎直向下運動D.電梯的加速度大小為g/5,方向一定豎直向下答案:D例2在升降電梯內的地板上放一體重計,電梯靜止時,曉敏同學站在三、瞬時加速度問題1.兩個模型(1)剛性繩(或接觸面):一種不發生明顯形變就能產生彈力的物體,剪斷(或脫離)后,彈力立即改變或消失,不需要形變恢復時間,一般題目中所給的細線、輕桿和接觸面在不加特殊說明時,均可按此模型處理.(2)彈簧(或橡皮繩):當彈簧的兩端與物體相連(即兩端為固定端)時,由于物體有慣性,彈簧的長度不會發生突變,所以在瞬時問題中,其彈力的大小認為是不變的,即此時彈簧的彈力不突變.三、瞬時加速度問題1.兩個模型(1)力和加速度的瞬時對應性是高考的重點.物體的受力情況應符合物體的運動狀態,當外界因素發生變化(如撤力、變力、斷繩等)時,需重新進行運動分析和受力分析,切忌想當然!(2)細繩彈力可以發生突變,而彈簧彈力不能發生突變.(3)當外界因素發生變化,合力發生變化,加速度發生變化,但速度不會突然發生變化!特別提醒:(1)力和加速度的瞬時對應性是高考的重點.物體的受力情況應符例1細繩拴一個質量為m的小球,小球用固定在墻上的水平彈簧支撐,小球與彈簧不粘連.平衡時細繩與豎直方向的夾角為53°,如圖所示.以下說法正確的是(已知cos53°=0.6,sin53°=0.8)()例1細繩拴一個質量為m的小球,小球用固定在墻上的水平彈簧支撐例2如圖,物體A、B用輕質細線2相連,然后用細線1懸掛在天花板上,求剪斷輕細線1的瞬間兩個物體的加速度a1、a2大小分別為()A.g,0B.g,gC.0,gD.2g,g解析:細線剪斷后,A、B以共同加速度做自由落體運動答案:B例2如圖,物體A、B用輕質細線2相連,然后用細線1懸掛在天花例3如圖所示,物塊1、2間用剛性輕質桿連接,物塊3、4間用輕質彈簧相連,物塊1、3質量為m,2、4質量為M,兩個系統均置于水平放置的光滑木板上,并處于靜止狀態.現將兩木板沿水平方向突然抽出,設抽出后的瞬間,物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4.重力加速度大小為g,則有()答案:C例3如圖所示,物塊1、2間用剛性輕質桿連接,物塊3、4間用輕四、連接體問題在物理題型中,常涉及相連接的幾個物體,研究對象不唯一.解答這類問題時,應優先考慮整體法,因為整體法涉及研究對象少,未知量少,所列方程少,求解簡便.但對于大多數平衡問題單純用整體法不能解決,通常采用“先整體,后隔離”的分析方法.牛頓運動定律的綜合應用課件例靜止在水平面上的A、B兩個物體通過一根拉直的輕繩相連,如圖,輕繩長L=1m,承受的最大拉力為8N,A的質量m1=2kg,B的質量m2=8kg,A、B與水平面間的動摩擦因數μ=0.2,現用一逐漸增大的水平力F作用在B上,使A、B向右運動,當F增大到某一值時,輕繩剛好被拉斷(g=10m/s2).(1)求繩剛被拉斷時F的大小.(2)若繩剛被拉斷時,A、B的速度為2m/s,保持此時的F大小不變,當A靜止時,A、B間的距離為多少?例靜止在水平面上的A、B兩個物體通過一根拉直的輕繩相連,如圖五、牛頓運動定律的圖像問題在高中動力學圖象問題中常見的類型有:(1)從物理圖象上分析物理過程,即利用圖象所給的信息,分析物體的受力或運動;(2)將物理過程表述為物理圖象,要求學生根據題目中的條件畫出物體的受力或運動圖象.五、牛頓運動定律的圖像問題在高中動力學圖象問題中常見的類型有1、牛頓第二定律與v-t圖象相結合的問題,一般先由v-t圖象分析物體的加速度及其變化規律,再由牛頓第二定律列方程求解問題,或者先由牛頓第二定律分析加速度及其變化規律,再作出v-t圖象.1、牛頓第二定律與v-t圖象相結合的問題,一般先由v-t圖象例1.一個物塊放置在粗糙的水平地面上,受到的水平拉力F隨時間t變化的關系如圖(a)所示,速度v隨時間t變化的關系如圖(b)所示g=10m/s2求:(1)1s末物塊所受摩擦力的大小f1;(2)物塊在前6s內的位移大小;(3)物塊與水平地面間的動摩擦因數μ.例1.一個物塊放置在粗糙的水平地面上,受到的水平拉力F隨時間例2某物體做直線運動的v-t圖象如圖甲所示,據此判斷圖乙(F表示物體所受合力)四個選項中正確的是()例2某物體做直線運動的v-t圖象如圖甲所示,據此判斷圖乙(F例3、質量為2kg的物體靜止在足夠大的水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數為0.2,最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等.從t=0時刻開始,物體受到方向不變、大小呈周期性變化的水平拉力F的作用.F隨時間t的變化規律如圖所示.重力加速度g取10m/s2,則物體在t=0至t=12s這段時間的位移大小()A.18mB.54mC.72mD.198m例3、質量為2kg的物體靜止在足夠大的水平地面上,物體與地例4.如圖甲所示,物體沿斜面由靜止滑下,在水平面上滑行一段距離后停止,物體與斜面和水平面間的動摩擦因數相同,斜面與水平面平滑連接.圖乙中v、a、Ff和x分別表示物體的速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程.圖乙中正確的是()例4.如圖甲所示,物體沿斜面由靜止滑下,在水平面上滑行一段距例5.蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關節等處,從幾十米高處跳下的一種極限運動.某人做蹦極運動,所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖所示.將蹦極過程近似為在豎直方向的運動,重力加速度為g.據圖可知,此人在蹦極過程中的最大加速度約為()A.g B.2gC.3g D.4g例5.蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關節等處,從六等時圓模型的應用“等時圓”模型
(3)巧用“等時圓”模型解題對于涉及豎直面上物體運動時間的比較、計算等問題可考慮用等時圓模型求解.六等時圓模型的應用“等時圓”模型(3)巧用“等時圓”例1如圖所示,位于豎直平面內的固定光滑圓環軌道與水平面相切于M點,與豎直墻相切于A點.豎直墻上另一點B與M的連線和水平面的夾角為60°,C是圓環軌道的圓心.已知在同一時刻a、b兩球分別由A、B兩點從靜止開始沿光滑傾斜直軌道AM、BM運動到M點;c球由C點自由下落到M點.則()A.a球最先到達M點B.b球最先到達M點C.c球最先到達M點D.b球和c球都可能最先到達M點例1如圖所示,位于豎直平面內的固定光滑圓環軌道與水平面相切于例1、如圖,質點沿光滑斜面由頂點A下滑,該斜面底邊長度恒定,傾角θ可變,頂點A始終位于同一豎直面內且與豎直墻面接觸.為使質點以最短的時間到達斜面底端,斜面的傾角θ應取最短的時間到達斜面底端,斜面的傾角θ應取45°最短的時間問題與等時圓模型不同!!!例1、如圖,質點沿光滑斜面由頂點A下滑,該斜面底邊長度恒定,例2、一間新房要蓋屋頂,為了使下落的雨滴能夠以最短的時間淌離屋頂,則所蓋屋頂的頂角應為(設雨滴沿屋頂下淌時,可看成在光滑的斜坡上下滑)()A.60° B.90°C.120° D.150°例2、一間新房要蓋屋頂,為了使下落的雨滴能夠以最短的時間淌離七、滑板-滑塊問題因題目所給的情境中至少涉及兩個物體、多個運動過程,并且物體間還存在相對運動,所以應準確求出各物體在各運動過程的加速度(注意兩過程的連接處加速度可能突變),找出物體之間的位移(路程)關系或速度關系是解題的突破口.求解中更應注意聯系兩個過程的紐帶,每一個過程的末速度是下一個過程的初速度.七、滑板-滑塊問題因題目所給的情境中至少涉及兩個物體、多個運例如圖所示,質量M=8kg的長木板放在光滑的水平面上,在長木板左端加一水平恒推力F=8N,當長木板向右運動的速度達到1.5m/s時,在長木板前端輕輕地放上一個大小不計,質量為m=2kg的小物塊,物塊與長木板間的動摩擦因數μ=0.2,長木板足夠長.(g=10m/s2)(1)小物塊放后,小物塊及長木板的加速度各為多大?(2)經多長時間兩者達到相同的速度?(3)從小物塊放上長木板開始,經過t=1.5s小物塊的位移大小為多少?例如圖所示,質量M=8kg的長木板放在光滑的水平面上,在長九、動力學中的臨界問題分析臨界狀態:物體由某種物理狀態變化為另一種物理狀態時,中間發生質的飛躍的轉折狀態,通常稱之為臨界狀態。臨界問題:涉及臨界狀態的問題叫做臨界問題。九、動力學中的臨界問題分析臨界狀態:物體由某種物理狀態變化為例1:在水平向右運動的小車上,有一傾角θ=370的光滑斜面,質量為m的小球被平行于斜面的細繩系住而靜止于斜面上,如圖所示。當小車以⑴a1=g,⑵a2=2g的加速度水平向右運動時,繩對小球的拉力及斜面對小球的彈力各為多大?θa例1:在水平向右運動的小車上,有一傾角θ=370的光滑斜面,解:GFNF易見:支持力FN隨加速度a的增大而減小當a=gcotθ=4g/3時,支持力FN=0
小球即將脫離斜面則沿x軸方向Fcosθ-FNsinθ=ma沿y軸方向Fsinθ+FNcosθ=mgθ取小球為研究對象并受力分析,建立正交坐標系將a1=g、a2=2g分別代入得a1=g時:F=7mg/5;FN=mg/5a2=2g時:F=11mg/5;FN=-2mg/5xya解:GFNF易見:支持力FN隨加速度a的增大而減小支持力FN
隨加速度a的增大而減小當a=gcotθ=4g/3時,支持力FN=0小球即將脫離斜面支持力FN隨加速度a的增大而減小當a=gcot當小車加速度a>4g/3時,小球已飄離斜面,如圖所示得GFmaθa將a=a2=2g代入得 F=
mg【小結】相互接觸的兩個物體將要脫離的臨界條件是相互作用的彈力剛好為零。當小車加速度a>4g/3時,小球已飄離斜面,如圖所示得GF拓展:上述問題中,若小車向左加速運動,試求加速度a=g時的繩中張力。θaFNGF簡析:xy則沿x軸方向FNsinθ-Fcosθ=ma沿y軸方向FNcosθ+Fsinθ=mg將a=g代入得F=-0.2mgFN=1.4mg拓展:上述問題中,若小車向左加速運動,試求加速度a=g時的牛頓運動定律的綜合應用課件拓展:上述問題中,若小車向左加速運動,試求加速度a=g時的繩中張力。θaFNGF簡析:xy則沿x軸方向FNsinθ-Fcosθ=ma沿y軸方向FNcosθ+Fsinθ=mg將a=g代入得F=-0.2mgFN=1.4mgF的負號表示繩已松弛,故F=0此時a=gtanθ=3g/4而a
=g
,故繩已松弛,繩上拉力為零[小結]
繩子松弛的臨界條件是:繩中拉力剛好為零。拓展:上述問題中,若小車向左加速運動,試求加速度a=g時的例2:有一質量M=4kg的小車置于光滑水平桌面上,在小車上放一質量m=6kg的物塊,動摩擦因素μ=0.2,現對物塊施加F=25N的水平拉力,如圖所示,求小車的加速度?(設車與物塊之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力且g取10m/s2)則兩者保持相對靜止的最大加速度為am=fm/M=μmg/M=3m/s2FmM解:當木塊與小車之間的摩擦力達最大靜摩擦力時,對小車水平方向受力分析如圖Mfm例2:有一質量M=4kg的小車置于光滑水平桌面上,在小車上放再取整體為研究對象受力如圖mM而F=25N<Fm
木塊與小車保持相對靜止得:Fm=(M+m)am=30N故系統的加速度a=F/(M+m)=2.5m/s2Fm小結:存在靜摩擦的連接系統,當系統外力大于最大靜摩擦力時,物體間不一定有相對滑動。相對滑動與相對靜止的臨界條件是:
靜摩擦力達最大值再取整體為研究對象受力如圖mM而F=25N<Fm三類臨界問題的臨界條件(1)相互接觸的兩個物體將要脫離的臨界條件是:
(2)繩子松弛的臨界條件是:(3)存在靜摩擦的連接系統,當系統外力大于最大靜摩擦力時,物體間不一定有相對滑動,相對滑動與相對靜止的臨界條件是:相互作用的彈力為零繩中拉力為零靜摩擦力達最大值三類臨界問題的臨界條件相互作用的彈力為零繩中拉力為零靜摩擦力例3.如圖所示,在光滑水平面上有一質量為m1的足夠長的木板,其上疊放一質量為m2的木塊.假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等.現給木塊施加一隨時間t增大的水平力F=kt(k是常數),木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2.下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是()
答案:A例3.如圖所示,在光滑水平面上有一質量為m1的足夠長的木板,十、傳送帶問題分析處理傳送帶問題需要特別注重兩點分析:一是對物體所受滑動摩擦力的方向的分析;二是對物體在達到傳送帶的速度時摩擦力的有無及方向的分析.十、傳送帶問題分析處理傳送帶問題需要特別注重兩點分析:一是v0如圖所示,傳送帶從A到B長度為L,傳送帶以v0的速率順時針轉動.在傳送帶上端A無初速地放一個質量為m的物體,它與傳送帶間的動摩擦因數μ,試分析滑塊在傳送帶上的運動情況.AB(一)水平傳送帶v0如圖所示,傳送帶從A到B長度為L,傳送帶以v0的速率順時無初速度的滑塊在水平傳送帶上的運動情況分析傳送帶剛夠長v0v0vtv0滑塊一直做勻加速傳送帶長度滑塊在傳送帶上的運動情景滑塊運動情況滑塊運動的v-t圖像注意:滑塊在傳送帶上加速獲得的最大速度不大于傳送帶的速度。傳送帶不夠長滑塊一直做勻加速v0vtvv0v傳送帶足夠長v0v0滑塊先做勻加速后勻速vtv0t1無初速度的滑塊在水平傳送帶上的運動情況分析傳送帶剛夠長v0v無初速度的滑塊在水平傳送帶上的運動的時間傳送帶剛夠長v0v0傳送帶長度滑塊在傳送帶上的運動情景滑塊運動的時間傳送帶不夠長v0v傳送帶足夠長v0v0無初速度的滑塊在水平傳送帶上的運動的時間傳送帶剛夠長v0v0例1如圖所示,水平傳送帶A、B兩端點相距x=4m,以v0=2m/s的速度(始終保持不變)順時針運轉,今將一小煤塊(可視為質點)無初速度地輕放至A點處,已知小煤塊與傳送帶間的動摩擦因數為0.4,g取10m/s2.由于小煤塊與傳送帶之間有相對滑動,會在傳送帶上留下劃痕.則小煤塊從A運動到B的過程中()答案:BD例1如圖所示,水平傳送帶A、B兩端點相距x=4m,以v0=傳送帶足夠長v0v0傳送帶剛夠長v0v0滑塊先做勻加速后勻速滑塊一直做勻加速傳送帶不夠長滑塊一直做勻加速v0v傳送帶長度滑塊在傳送帶上的運動情景滑塊運動情況滑塊運動的v-t圖像與傳送帶具有同向速度的滑塊在水平傳送帶上的運動分析(v1<v0)v0vtv1tvtv0tv1vtv0t1tv1注意:滑塊在傳送帶上加速時,獲得的最大速度不大于傳送帶的速度。傳送帶足夠長v0v0傳送帶剛夠長v0v0滑塊先做勻加速后勻速傳送帶足夠長v0v0傳送帶剛夠長v0v0滑塊先做勻減速后勻速滑塊一直做勻減速傳送帶不夠長滑塊一直做勻減速v0v傳送帶長度滑塊在傳送帶上的運動情景滑塊運動情況滑塊運動的v-t圖像vtv0t1v1tvtv0v1tv0vtv1t與傳送帶具有同向速度的滑塊在水平傳送帶上的運動分析(v1>v0)注意:滑塊在傳送帶上減速時,減速后的最后速度不小于傳送帶的速度。傳送帶足夠長v0v0傳送帶剛夠長v0v0滑塊先做勻減速后勻速V=0v0V=0v0滑塊先做勻減速后反向勻加速至v1(v1<v0)滑塊一直做勻減速滑塊一直做勻減速v0vvtv0v1tvv0tv1t與傳送帶具有反向速度的滑塊在水平傳送帶上的運動分析傳送帶足夠長傳送帶剛夠長傳送帶不夠長傳送帶長度滑塊在傳送帶上的運動情景滑塊運動情況滑塊運動的v-t圖像vtv0t1v1tv1滑塊先做勻減速后反向勻加速至v0,后做勻速(v1>v0)vtv0t1v1tV=0v0V=0v0滑塊先做勻減速后反向勻加速至v1(v1<例2如圖甲所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行.初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶.若從小物塊滑上傳送帶開始計時,小物塊在傳送帶上運動的v-t圖象(以地面為參考系)如圖乙所示.已知v2>v1,則()A.t2時刻,小物塊離A處的距離達到最大B.t2時刻,小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大C.0~t2時間內,小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D.0~t3時間內,小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用答案:B例2如圖甲所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行.初速傳送帶的速度v1,和物體運動的初速度v2滿足不同的關系,物體的運動情況各不相同:(1)當傳送帶運行的方向與物體運動的方向相反時,物體受到滑動摩擦力的方向與物體的運動方向相反,物體做勻減速運動(2)當v1和v2同向且v2>v1時,物體先做勻減速運動,然后隨傳送帶一起以v1做勻速運動.(3)當v1和v2同向且v1>v2時,物體先做勻加速運動,然后隨傳送帶一起以v1做勻速運動.
注意:當物體與傳送帶相對靜止,因物體與傳送帶間無相對運動的趨勢,故物體所受的摩擦力突變為零,之后物體隨傳送帶一起做勻速運動傳送帶的速度v1,和物體運動的初速度v2滿足不同的關系,物體(二)傾斜傳送帶(從下到上順時針)如圖所示,傳送帶與水平面夾角為θ,從A到B長度為L,傳送帶以v0的速率順時針轉動.在傳送帶A端無初速地放一個質量為m的滑塊,它與傳送帶間的動摩擦因數μ,試分析滑塊
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