2022年高考物理专题复习滑块与传送带相互作用模型研究.docx
精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载20XX年高考专题复习：滑块与传送带相互作用模型争论滑块与传送带相互作用的滑动摩擦力,是参加转变滑块运动状态的重要缘由之一；其大小遵从滑动摩擦力的运算公式,与滑块相对传送带的速度无关,其方向取决于与传送带的相对运动方向, 滑动摩擦力的方向转变,将引起滑块运动状态的转折,这样同一物理环境可能同时显现多个物理过程；因此这类命题,往往具有相当难度；滑块与传送带等速的时刻,是相对运动方向及滑动摩擦力方向转变的时刻,也是滑块运动状态转折的临界点；按滑块与传送带的初始状态,分以下几种情形争论；一、滑块初速为0,传送带匀速运动C例 1如下列图,长为L 的传送带 AB 始终保持速度为v0C A B 的水平向右的速度运动；今将一与皮带间动摩擦因数为 的滑块 C,轻放到 A 端,求 C 由 A 运动到 B 的时间 tAB 解析：“ 轻放” 的含意指初速为零,滑块C 所受滑动摩擦力方向向右,在此力作用下向右做匀加速运动,假如传送带够长,当C 与传送带速度相等时,它们之间的滑动摩擦力消逝,之后一起匀速运动,假如传送带较短,C 可能由 A 始终加速到 B；滑 块 C 的 加 速 度 为, 设 它 能 加 速 到 为 时 向 前 运 动 的 距 离 为；如,C 由 A 始终加速到B,由；如, C由A加 速 到用 时, 前 进 的 距 离距离内以 速度匀速运动C 由 A 运动到 B 的时间；例 2如下列图, 倾角为 的传送带,以的恒定速度按图示A 方向匀速运动；已知传送带上下两端相距L 今将一与传送带间动摩擦因数为 的滑块 A 轻放于传送带上端,求A 从上端运动到下端的时间 t；解析：当 A 的速度达到时是运动过程的转折点；A 初始下滑的加速度如能加速到,下滑位移（对地）为；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - （1）如学习必备欢迎下载；A 从上端始终加速到下端；（2）如, A 下滑到速度为用时之后距离内摩擦力方向变为沿斜面对上；又可能有两种情形；速度匀速,（a）如,A 达到后相对传送带停止滑动,以总时间（b）如,A 达到后相对传送带向下滑,到达末端速度用时总时间二、滑块初速为 0,传送带做匀变速运动例 3将一个粉笔头轻放在以2m/s 的恒定速度运动在足够长C A B 的水平传送带上后,传送带上留下一条长度为4m 的划线； 如使该传送带仍以2m/s 的初速改做匀减速运动,加速度大小恒为1.5m/s 2,且在传送带开头做匀减速运动的同时,将另一粉笔头 （与传送带的动摩擦因数和第一个相同）轻放在传送带上,该粉笔头在传送带上能留下一条多长的划线？名师归纳总结 解析：在同一v-t 坐标图上作出两次划线粉笔头及传送带的Bv0v 传送带粉笔头t 第 2 页,共 5 页速度图象,如下列图；第一次划线；传送带匀速,粉笔头匀加速运动, AB 和 OB 分别代表它们的速度图线；速度相等时（点）,划线终止,图中的面积代表第一次划线长度t1t2 v1t3 0- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载,即 B 点坐标为（4,2）,粉笔头的加速度；其次次划线分两个AE 代表传送带的速度图线,它的加速度为可算出E点坐标为（4/3, 0）； OC 代表第一阶段粉笔头的速度图线,C 点表示二者速度相同,即 C 点坐标为（ 1, 0.5）该阶段粉笔头相对传送带向后划线,划线长度；等速后,粉笔头超前,所受滑动摩擦力反向,开头减速运动,由于传送带先减速到 0,所以后来粉笔头一直匀减速至静止；CF 代表它在其次阶段的速度图线；可求出 F 点坐标为（ 2,0）此阶段粉笔头相对传送带向前划线,长度；可见粉笔头相对传送带先向后划线 1m,又折回向前划线 1/6m,所以粉笔头在传送带动能留下 1m 长的划线；三、传送带匀速运动,滑块初速与传送带同向例 4如下列图, AB 是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为h,末端 B 处的切线方B 向水平；一个质量为m 的小物体 P 从轨道顶端A 处由静止释A 放,滑到 B 端后飞出,落到地面上的C 点,轨迹如图中虚线BC 所示；已知它落地时相对于B 点的水平位移OC= l；现在轨道下方紧贴B 点安一水平传送带,传送带的右端与B 距离为 l/2；当传送带静止时,让 P 再次从 A 点由静止释放, 它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出,仍旧落在地面的 C 点；当驱动轮转动带动传送带以速度 v 匀速向右运动时 C （其它条件不变）；P 的落点为 D；不计空气阻力；（1）求 P与传送带之间的动摩擦因数 ；（2）求出 O、D 间距离 S 随速度 v 变化函数关系式解析：这是一道滑块平抛与传送带结合起来的综合题；（离开 B 点作平抛运动；1）没有传送带时,物体当 B 点下方的传送带静止时,物体离开传送带右端作平抛运动,时间仍为 t,有由以上各式得由动能定理,物体在传送带动滑动时,有；（2）当传送带的速度时,物体将会在传送带上作一段匀变速运动；如尚未名师归纳总结 到达传送带右端, 速度即与传送带速度相同,此后物体将做匀速运动,而后以速度v 离开传第 3 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载送带； v 的最大值 为物体在传送带动始终加速而达到的速度；把 代入得如；物体将以离开传送带,得O、D 距离S=当,即时,物体从传送带飞出的速度为v,综合上述结果 S 随 v 变化的函数关系式求解此题的关键是分析清晰物体离开传送带的两个极值速度：在传送带上始终匀减速至右端的最小速度,及在传送带上始终匀加速至右端的最大速度；以此把传送带速度v 划分为三段；才能正确得出 S 随 v 的函数关系式；四、传送带匀速运动,滑块初速与传送带速度方向相反例 5如下列图,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度 带右端一与传送带等高的光滑水平面；一物体以恒定的速率沿顺时针方向传动,传送沿直线向左滑向传送带后,名师归纳总结 经过一段时间又返回光滑水平面,速率为；就以下说法正确选项：第 4 页,共 5 页A 、只有=时才有=B、 如>,就=C、如<,就=- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - D、 不管多大,总有=学习必备欢迎下载解析：滑块向左运动时所受滑动摩擦力必定是向右；返回时开头阶段滑块速度小于传送名师归纳总结 带速度,所受摩擦力仍向右,滑块向右加速；如它能始终加速到右端,速度=,前第 5 页,共 5 页提是传送带速度始终大于滑块速度,即；如<,就返回加速过程中,到不了最右端滑块速度就与传送带速度相等了,之后以速度匀速到达右端,即<时,=,所以正确选项为B、C；- - - - - - -
