(word完整版)高一物理人教版必修一第四章《牛顿运动定律》----传送带与滑块专题
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传送带问题归类分析传送带是运送货物的一种省力工具,在装卸运输行业中有着广泛的应用,只要稍加留心,在工厂、车站、机场、装卸码头随处可见繁忙运转的传送带.近年来“无论是平时训练还是高考,均频繁地以传送带为题材命题”,体现了理论联系实际,体现了把物理知识应用于日常生活和生产实际当中.本文收集、整理了传送带相关问题,并从两个视角进行分类剖析:一是从传送带问题的考查目标(即:力与运动情况的分析、能量转化情况的分析)来剖析;二是从传送带的形式来剖析.首先,概括下与传送带有关的知识:(一)传送带分类:(常见的几种传送带模型)1.按放置方向分水平、倾斜和组合三种;2.按转向分顺时针、逆时针转两种;3.按运动状态分匀速、变速两种。
(二)传送带特点:传送带的运动不受滑块的影响,因为滑块的加入,带动传送带的电机要多输出的能量等于滑块机械能的增加量与摩擦生热的和。
(三)受力分析:传送带模型中要注意摩擦力的突变(发生在v物与v带相同的时刻),对于倾斜传送带模型要分析mgsinθ与f的大小与方向。
突变有下面三种:1.滑动摩擦力消失;2.滑动摩擦力突变为静摩擦力;3.滑动摩擦力改变方向;(四)运动分析:1.注意参考系的选择,传送带模型中选择地面为参考系;2.判断共速以后是与传送带保持相对静止作匀速运动呢?还是继续加速运动?3.判断传送带长度——临界之前是否滑出?1、水平传送带上的力与运动情况分析【例1】水平传送带被广泛地应用于车站、码头,工厂、车间。
如图所示为水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB始终保持v0=2 m/s的恒定速率运行,一质量为m的工件无初速度地放在A处,传送带对工件的滑动摩擦力使工件开始做匀加速直线运动,设工件与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2,AB的之间距离为L=10m ,g取10m/s2.求工件从A处运动到B处所用的时间.【例2】如图甲所示为车站使用的水平传送带的模型,传送带长L=8m,以速度v=4m/s 沿顺时针方向匀速转动,现有一个质量为m=10kg的旅行包以速度v0=10m/s的初速度水平地滑上水平传送带.已知旅行包与皮带间的动摩擦因数为μ=0.6 ,则旅行包从传送带的A端到B端所需要的时间是多少?(g=10m/s2 ,且可将旅行包视为质点.)图甲【例3】一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为 。
物理(必修一)——知识考点考点一:时刻与时间间隔的关系时间间隔能展示运动的一个过程,时刻只能显示运动的一个瞬间。
对一些关于时间间隔和时刻的表述,能够正确理解。
如:第4s末、4s时、第5s初……均为时刻;4s内、第4s、第2s至第4s内……均为时间间隔。
区别:时刻在时间轴上表示一点,时间间隔在时间轴上表示一段。
考点二:路程与位移的关系位移表示位置变化,用由初位置到末位置的有向线段表示,是矢量。
路程是运动轨迹的长度,是标量。
只有当物体做单向直线运动时,位移的大小..。
..等于路程。
一般情况下,路程≥位移的大小考点五:运动图象的理解及应用由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系,所以在解题的过程中被广泛应用。
在运动学中,经常用到的有x -t 图象和v —t 图象。
1. 理解图象的含义:(1)x -t 图象是描述位移随时间的变化规律 (2)v —t 图象是描述速度随时间的变化规律 2. 明确图象斜率的含义:(1) x -t 图象中,图线的斜率表示速度 (2) v —t 图象中,图线的斜率表示加速度考点一:匀变速直线运动的基本公式和推理1. 基本公式:(1) 速度—时间关系式:at v v +=0 (2) 位移—时间关系式:2021at t v x += (3) 位移—速度关系式:ax v v 2202=-三个公式中的物理量只要知道任意三个,就可求出其余两个。
利用公式解题时注意:x 、v 、a 为矢量及正、负号所代表的是方向的不同。
解题时要有正方向的规定。
2. 常用推论:(1) 平均速度公式:()v v v +=021(2) 一段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度:()v v v v t +==0221(3) 一段位移的中间位置的瞬时速度:22202v v v x +=(4) 任意两个连续相等的时间间隔(T )内位移之差为常数(逐差相等):()2aT n m x x x n m -=-=∆考点二:对运动图象的理解及应用1. 研究运动图象:(1) 从图象识别物体的运动性质(2) 能认识图象的截距(即图象与纵轴或横轴的交点坐标)的意义 (3) 能认识图象的斜率(即图象与横轴夹角的正切值)的意义 (4) 能认识图象与坐标轴所围面积的物理意义 (5) 能说明图象上任一点的物理意义2.x-t图象和v—t图象的比较:如图所示是形状一样的图线在x-t图象和v—t图象中,考点三:追及和相遇问题1.“追及”、“相遇”的特征:“追及”的主要条件是:两个物体在追赶过程中处在同一位置。
2018高中物理第四章牛顿运动定律4 深度剖析传送带问题练习新人教版必修1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018高中物理第四章牛顿运动定律4 深度剖析传送带问题练习新人教版必修1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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深度剖析传送带问题(答题时间:30分钟)1。
如图所示,倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时,小物体A与传送带相对静止,重力加速度为g,则()只有a>gsinθ,A才受沿传送带向下的静摩擦力作用A.B只有a<gsinθ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用。
只有a=gsinθ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用C.无论a为多大,A都受沿传送带向上的静摩擦力作用D.2.(甘肃模拟)三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是2m且与水平方向的夹角均为37°。
现有两个小物块A、B都从传送带顶端以1m/s的初速度沿传送带下滑,物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5,下列说法正确的是()A. 物块A先到达传送带底端B. 物块A、B同时到达传送带底端C. 传送带对物块A、B均做负功D。
物块A、B在传送带上的划痕长度不相同3. 如图,一水平传送带以2m/s的速度做匀速运动,传送带左右两端A、B的距离为s=12m,将一物体无初速、轻轻地放在传送带A端,物体与传送带之间的动摩擦系数μ=0。
1,重力加速度g取10m/s2;求:(1)物体做匀速运动的位移;(2)物体从传送带A端运动到传送带B端所需的时间。
人教版高中物理(必修一)第四章牛顿运动定律重、难点梳理第一节牛顿第一定律一、教学要求:1、知道伽利略和亚里士多德对力和运动的关系的不同认识,知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论,知道理想实验法是科学研究的重要方法。
2、理解牛顿第一定律的内容和意义。
3、联系生活实例,知道什么是惯性,知道惯性大小与质量有关,并正确解释有关惯性的现象。
二、重点、难点、疑点、易错点1、重点:惯性是物体的固有属性,质量是物体惯性大小的量度运用惯性概念,解释有关实际问题2、难点:理想实验的推理过程;对牛顿第一定律的理解3、疑点:牛顿第一定律是否是牛顿第二定律的特殊情形4、易错点:力和运动关系实际应用三、教学资源:1、教材中值得重视的题目:P75问题与练习第4题2、教材中的思想方法:理想实验的方法第二节实验:探究加速度与力、质量的关系一、教学要求:1、通过实验探究和具体实例的分析,理解加速度与力的关系,理解加速度与质量的关系。
2、经历实验方案的制定和实验数据处理的过程,形成正确的思维方法,养成良好的科学态度。
二、重点、难点、疑点、易错点1、重点:探究加速度与力、质量的关系:通过实验测量加速度、力、质量,分别作出加速度与力、加速度与质量的关系图像根据图像写出加速度与力、质量的关系式体会“控制变量法”对研究问题的意义2、难点:实验方案的确立、实验数据的分析,包括:体验实验探究过程:明确实验目的、分析实验思路、制定实验方案、得出实验结论认识数据处理时变换坐标轴的技巧了解将”不易测量的物理量转化为可测物理量”的实验方法会对实验误差作初步分析3、疑点:为什么要作a-1/m图像4、易错点:实验的方法与步骤三、教学资源:1、教材中值得重视的题目:2、教材中的思想方法:控制变量法、图像法处理数据第三节牛顿第二定律一、教学要求:1、通过实验归纳,理解牛顿第二定律的内容,知道牛顿第二定律表达式的含义2、知道力的单位“牛顿”的定义方法3、根据牛顿第二定律进一步理解G=mg4、运用牛顿第二定律,解决简单的动力学问题二、重点、难点、疑点、易错点1、重点:理解牛顿第二定律的内容会用正交分解法和牛顿第二定律解决实际问题2、难点:认识加速度与物体所受的合力之间的关系(正比性、同体性、瞬时性和矢量性)3、疑点:牛顿第二定律与牛顿第一定律的关系4、易错点:受力分析三、教学资源:1、教材中值得重视的题目:P82 动力学方法测量质量P82 问题与练习12、教材中的思想方法:正交分解法进行力的计算第四节力学单位制一、教学要求:1、知道单位制的意义,知道国际单位制中力学的基本单位。
第四章牛顿运动定律一、选择题1.下列说法中,正确的是()A.某人推原来静止的小车没有推动是因为这辆车的惯性太大B.运动得越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大C.竖直上抛的物体抛出后能继续上升,是因为物体受到一个向上的推力D.物体的惯性与物体的质量有关,质量大的惯性大,质量小的惯性小2.关于牛顿第二定律,正确的说法是()A.合外力跟物体的质量成正比,跟加速度成正比B.加速度的方向不一定与合外力的方向一致C.加速度跟物体所受合外力成正比,跟物体的质量成反比;加速度方向与合外力方向相同D.由于加速度跟合外力成正比,整块砖自由下落时加速度一定是半块砖自由下落时加速度的2倍3.关于力和物体运动的关系,下列说法正确的是()A.一个物体受到的合外力越大,它的速度就越大B.一个物体受到的合外力越大,它的速度的变化量就越大C.一个物体受到的合外力越大,它的速度的变化就越快D.一个物体受到的外力越大,它的加速度就越大4.在水平地面上做匀加速直线运动的物体,在水平方向上受到拉力和阻力的作用,如果要使物体的加速度变为原来的2倍,下列方法中可以实现的是()A.将拉力增大到原来的2倍1B.阻力减小到原来的2C.将物体的质量增大到原来的2倍D.将物体的拉力和阻力都增大原来的2倍5.竖直起飞的火箭在推力F的作用下产生10 m/s2 的加速度,若推动力增大到2F,则火箭的加速度将达到(g 取10 m/s2,不计空气阻力)()A.20 m/s2B.25 m/s2C.30 m/s2D.40 m/s26.向东的力F1单独作用在物体上,产生的加速度为a1;向北的力F2 单独作用在同一个物体上,产生的加速度为a2。
则F1和F2同时作用在该物体上,产生的加速度()A .大小为a 1-a 2B .大小为2221+a a C .方向为东偏北arctan 12a aD .方向为与较大的力同向7.物体从某一高处自由落下,落到直立于地面的轻弹簧上,如图所示。
牛顿运动定律综合应用水平传送带问题水平传送带1. 传送带的基本类型一个物体以初速度v0(v0≥0)在另一个匀速运动的物体上运动的力学系统可看成传送带模型。
传送带模型按放置方向分为水平传送带和倾斜传送带两种,如图所示。
2. 水平传送带(1)当传送带水平转动时,应特别注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化。
(2)求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断。
静摩擦力达到最大值,是物体恰好保持相对静止的临界状态;滑动摩擦力只存在于发生相对运动的物体之间,因此两物体的速度相同时,滑动摩擦力要发生突变。
图示如图所示,水平传送带以不变的速度v=10m/s向右运动,将工件轻轻放在传送带的左端,由于摩擦力的作用,工件做匀加速运动,经过时间t=2s,速度达到v;再经过时间t′=4 s,工件到达传送带的右端,g取10 m/s2,求:(1)工件在水平传送带上滑动时的加速度的大小;(2)工件与水平传送带间的动摩擦因数;(3)工件从水平传送带的左端到达右端通过的距离。
【答案】(1)5 m/s2(2)0.5(3)50 m【解析】(1)工件的加速度a=tv解得a=5 m/s2(2)设工件的质量为m,则由牛顿第二定律得:μmg=ma所以动摩擦因数μ=mgma=ga=0.5(3)工件加速运动距离x 1=2v t 工件匀速运动距离x 2=vt ′工件从左端到达右端通过的距离x =x 1+x 2 联立解得x =50 m 。
1. 水平传送带解题关键:先根据初始条件找出摩擦力的方向,进而得出加速度的方向,再根据传送带的长度判断物体的运动情况。
2. 在匀速运动的水平传送带上,只要物体和传送带不共速,两者之间就有滑动摩擦力。
两者共速时,滑动摩擦力消失,物体与传送带一起匀速运动。
3. 解题时注意,公式中涉及到的加速度、位移等都是相对于地面的。
(答题时间:30分钟)1. 如图所示,物块m 在传送带上向右运动,两者保持相对静止。
则下列关于m 所受摩擦力的说法中正确的是( )A. 皮带传送速度越大,m 受到的摩擦力越大B. 皮带传送的加速度越大,m 受到的摩擦力越大C. 皮带速度恒定,m 质量越大,所受摩擦力越大D. 无论皮带做何种运动,m 都一定受摩擦力作用2. 如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v 1沿顺时针方向运动,一物体以水平速度v 2从右端滑上传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面,此时速率为v 2′,则下列说法正确的是( )A. 若v 1<v 2,则v 2′=v 1B. 若v 1>v 2,则v 2′=v 2C. 不管v 2多大,总有v 2′=v 2D. 只有v 1=v 2时,才有v 2′=v 23. 如图所示,水平传送带以v =12 m/s 的速度顺时针做匀速运动,其上表面的动摩擦因数μ1=0.1,把质量m =20 kg 的行李包轻放上传送带,释放位置距传送带右端4.5 m 处。
《牛顿运动定律》----传送带与滑块专题
1.(双选)如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦.现用水平恒力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为( ) A .物块先向左运动,再向右运动
B .物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动
C .木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动
D .木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零
2.如图所示,长为L=6m 、质量M=4kg 的长木板放置于光滑的水平面上,其左端有一大小可忽略,质量为m=1kg 的物块,物块与木板间的动摩擦因数为0.4,开始时物块与木板都处于静止状态,现对物
块施加F=8N ,方向水平向右的恒定拉力,求:(g=10m/s 2
) (1)小物块的加速度;
(2)长木板的加速度;
(3)物块从木板左端运动到右端经历的时间。
3.如图所示,有一长度x =1 m 、质量M =10 kg 的平板小车,静止在光滑的水平面上,在小车一端放置一质量m =4 kg 的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.25,要使物块在2 s 内运动到小车的
另一端,求作用在物块上的水平力F 是多少?(g 取10 m/s 2
)
F m
M
4.长为1.5m 的长木板B 静止放在水平冰面上,小物块A 以某一初速度从木板B 的左端滑上长木板B ,直到A 、B 的速度达到相同,此时A 、B 的速度为0.4m/s ,然后A 、B 又一起在水平冰面上滑行了8.0cm
后停下.若小物块A 可视为质点,它与长木板B 的质量相同,A 、B 间的动摩擦因数μ1=0.25.求:( g =10m/s 2
)
(1)木块与冰面的动摩擦因数.
(2)小物块相对于长木板滑行的距离.
(3)为了保证小物块不从木板的右端滑落,小物块滑上长木板的初速度应为多大?
5.如图所示,货运平板车始终保持速度v 向前运动,把一个质量为m ,初速度为零的物体放在车板的前端A 处,若物体与车板间的摩擦因数为μ,要使物体不滑落,车板的长度至少是多少?
6.如图所示,光滑水平面上放着长L=2m ,质量为M=4.5kg 的木板(厚度不计),一个质量为m=1kg 的小物体放在木板的最右端,m 和M 之间的动摩擦因数μ=0.1,开始均静止.今对木板施加一水平向右的恒定拉力F ,(g 取10m/s2)求:
(1)为使小物体不从木板上掉下,F 不能超过多少. (2)如果拉力F=10N ,小物体能获得的最大速度?
A
v B
7.(双选)如图所示,在马达驱动下,皮带运输机的皮带以速率v 向右水平运行,现将一块砖正对皮带上的A 点轻轻地放在皮带上,此后 ( )
A .一段时间内,砖块将在滑动摩擦力的作用下对地做加速运动
B .当砖的速率等于v 时,砖块与皮带间摩擦力变为静摩擦力
C .当砖块与皮带相对静止时它位于皮带上A 点的右侧的某一点B
D .砖块在皮带上有可能不存在砖块与皮带相对静止的状态 8.(双选)如图11所示,传送带的水平部分长为L ,传动速率为v ,在其左端无初速释放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间可能是( )
A.L v +v μg
B.L
v C.
2L μg
D.2L v 9.如图示,两传送带轮间距离S=20m,按图示方向以速度v=4m/s 匀速转动着。
在传送带左端沿与传送带转动方向相同的方向以1m/s 的初速度滑上一小物体,已知小物体与传送带间动摩擦因数为0.1,求小物体从左端运动到右端所需时间?
10.水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查右图为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带A 、B 始终保持v =1m/s 的恒定速率运行;一质量为m =4kg 的行李无初速地放在A 处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,AB 间的距离l =2m ,g =10m /s 2.
(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小; (2)求行李做匀加速直线运动的时间;
(3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B 处.求行李从A 处传送到B 处的最短时间和传送带对应的最小运行速率.
11.如图所示,水平传送带以不变的速度v向右运动,将工件轻轻放在传送带的左端,由于摩擦力的作用,工件做匀加速运动,经过时间t,速度变为v;再经时间2t,工件到达传送带的右端,求:
(1)工件在水平传送带上滑动时的加速度
(2)工件与水平传送带间的动摩擦因素
(3)工件从水平传送带的左端到达右端通过的距离
12.如图,木块以v0=6m/s的水平速度滑上L=18m的水平静止的传送带,经t=6s能由A端运动到B 端,求:(1)木块与传送带之间动摩擦力因数;(2)若传送带以v1=4m ∕s顺时针转动,木块无水平初速度轻放到传送带上,说明木块运动情况;(3)求第(2)问中木块用多长时间到达B ?
13. 如下图所示为车站使用的水平传送带模型,传送带长L=8m,现有一质量为m=10kg的旅行包以v0=10m/s的初速度水平地滑上水平传送带。
已知旅行包与传送带间的动摩擦因数为μ=0.6,可将旅行包视为质点,取g=10m/s2。
试讨论如下问题:
(1)若传送带静止,则旅行包从传送带左端A滑到右端B所需要的时间是多少?
(2)若传送带以速度v=4m/s沿顺时针方向匀速转动,则旅行包从传送带左端A滑到右端B历时多少?(3)若传送带以速度v=4m/s沿逆时针方向匀速转动,则旅行包能否从传送带的A端滑到B端?如不能试说明理由;如能试计算历时多少?
v v
1.BC 2题:
3题:4题:
5题:V2/(2μg)
6题:
7.AD 8.CD 9题:
10题:
【答案】(1)4N ,a =lm/s 2;(2)1s ;(3)2m/s
解析:(1)滑动摩擦力F =μmg ① 以题给数值代入,得F =4N ②
由牛顿第二定律得 F =ma
③ 代入数值,得a =lm/s 2
④
(2)设行李做匀加速运动的时间为t ,行李加速运动的末速度v=1m /s .则 v =at
⑤ 代入数值,得t =1s
⑥
(3)行李从A 匀加速运动到B 时,传送时间最短.则
2
min 12
l at =
⑦ 代入数值,得min 2s t = ⑧
传送带对应的运行速率 V min =at min ⑨ 代人数据解得V min =2m/s ⑩
11. 解:(1)工件的加速度 a=v/t
(2)设工件的质量为m ,则由牛顿第二定律得
µmg =ma
mg
所以动摩擦因素 µ=
gt
v
g a mg ma == (3)工件加速距离 t v
x 2
1=
工件匀速距离 vt t v x 222=⨯= 所以工件从左端到达右端通过的距离 vt x x x 5.221=+=
12题:Μmg = ma a = μg = 1m/s 2 t 1 = v /a =1s
x 1 = at 2/2 = 2m x 2 = x —x 1=20m —2m=18m t 2 = x 2/v = 9s t = t 1+t 2 = 11s
13题:
(l )取旅行包为研究对象,若传送带静止,旅行包在传送带上受到向左的滑动摩擦力作用,做匀减速运动,由牛顿第二定律得,设旅行包由A 端滑到B 端历时,由运动学公式
得
,解得
,由于旅行包由开始到静止共历时不符合运动实际情况,故舍去。
(2)设旅行包滑到B 端时,其速度恰好与传送带的速度v 相等,则有,解得此时传送带
的速度为
,说明旅行包在传送带上应先做匀减速
运动然后匀速运动,设旅行包匀减速运动时间为,则有,
旅行包匀速运动的位移为
,旅行包由A 端滑到B 端所用时间为。
(3)若传送带以速度
沿逆时针方向匀速转动,旅行包的受力情况与传送带静止时相同,旅行
包能从传送带的A 端滑到B 端,所用时间同样为。
18.0.8s 【解析】以B为研究对象,由牛顿第二定律:F-f = m B a B①F NB= m B g②f =µF NB③以A为研究对象,根据牛顿第二定律:f = m A a A④
设B从木板的左端拉到木板右端所用时间为t,A、B在这段时间内发生的位移分别为s A和s B,
s A =1
2a A t2⑤s B =1
2
a B t2⑥s B - s A =L⑦由以上各式可得t=0.8s
15:如图所示,传输带与水平面间的倾角为θ=37o,皮带以10m/s的速率运行,在传输带上端A处无初速度地放上质量为0.5Kg的物体,它与传输带间的动摩擦因数为0.5,若传输带A到B的长度为16m,则物体从A运动到B的时间为多少?
12.Μmg = ma a = μg = 1m/s2 t1 = v/a =1s
x1 = at2/2 = 2m x2 = x—x1=20m—2m=18m
t2 = x2/v = 9s
t = t1+t2 = 11s
13.:。