【高中物理】牛顿第二定律的应用（传送带问题）课件 2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.pptx

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1、4.5牛顿第二定律的应用传送带问题一、传送带问题分类一、传送带问题分类滑块在传送带初速度不为0滑块在传送带初速度为0水平传送带不同向同向v0v传，先减速后匀速或一直减速v0v传，先减速后加速再匀速或一直减速v0v传，先减速后加速或一直减速一直加速或先加速后匀速倾斜传送带滑块在传送带初速度不为0滑块在传送带初速度为0同向不同向v传从上向下v传从下向上tan，xl，一直减速tan，xv传v0l，一直加速tan，xl，先加速后匀速tan，xl，先以a1加速后以a2加速tan，xl，一直减速tan，xv传v0tan，xl，一直减速tan，xl，先减速反向加速l，一直加速tan，xl，先加速再匀速tan

2、，xtan，xtan，xl，先加速后匀速二、水平传送带类型分析二、水平传送带类型分析（一）无初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析无初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析v0ABG Gf fN N【典例分析【典例分析1 1】如图所示如图所示,传送带从传送带从A A到到B B长度为长度为L,L,传送带以传送带以v v0 0的速率顺时针转动的速率顺时针转动.在传送带上端在传送带上端A A无初速地放一个质量为无初速地放一个质量为m m的物体的物体,它与传送带间的动摩擦因数为它与传送带间的动摩擦因数为,求物体从求物体从A A运动到运动到B B需要的时间需要的时间.二、水平传送带类型分析二、水平传送

3、带类型分析（一）无初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析无初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析v0ABv物v0ABv物=v02.传送带较长。提示：物体还未到达B端时就有v物=v0.【讨论】a.运动时间；b.相对位移；c.运动图像。1.传送带比较短时。提示：物体运动到B端时有v物v0.二、水平传送带类型分析二、水平传送带类型分析（一）无初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析无初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析例1.如图所示，水平放置的传送带以速度v=2m/s向右运行，现将一小物体轻轻放在传送带A端，物体与传送带间的动摩擦因数=0.2。若A端与B 端相距l=4m，g=10m/s2。求

4、:(1)物体由A到B的时间；(2)物体由A到B的过程中，物体相对传送带滑过的距离；(3)画出物体的v-t图像。解：解：(1)受力分析如图，受力分析如图，由由f=ma，有，有mg=maa=2m/s2加速过程，加速过程，v=at1 t1=1s物体随后做匀速运动，由物体随后做匀速运动，由x1=vt2，有，有x2=lx t2=1.5sx1=t12vx1=1mt=t1+t2=2.5s(2)物体加速过程中，传送带位移物体加速过程中，传送带位移 x=vt1=2m物体相对传送带滑过的距离物体相对传送带滑过的距离x=xx1=1m(3)(3)由题可得由题可得.21.0.2.5受力分析并求加速度受力分析并求加速度判

5、断物、带能否共速；判断物、带能否共速；求物体运动时间；求物体运动时间；求物、带相对位移；求物、带相对位移；根据所得结果画图根据所得结果画图思维导图对照分析【练习【练习1 1】如图所示，一平直的传送带以速度如图所示，一平直的传送带以速度v=2m/sv=2m/s匀速匀速运动，传送带把运动，传送带把A A处的工件运送到处的工件运送到B B处，处，A A、B B相距相距L=10mL=10m。从从A A处把工件无初速地放到传送带上，物体在传送带的带处把工件无初速地放到传送带上，物体在传送带的带动下，一开始做初速度为动下，一开始做初速度为0 0的匀加速直线运动，经过时间的匀加速直线运动，经过时间t=6st

6、=6s能传送到能传送到B B处。求：处。求：（1 1）分析、说明物体在传送带的运动过程；）分析、说明物体在传送带的运动过程；（2 2）工件做匀加速运动的加速度大小；）工件做匀加速运动的加速度大小；（3 3）工件在传送带上做匀加速运动的时间；）工件在传送带上做匀加速运动的时间；（4 4）若物体底部沾有油污，试计算传达带上的油污痕迹）若物体底部沾有油污，试计算传达带上的油污痕迹的长度。的长度。（一）无初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析无初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析二、水平传送带类型分析二、水平传送带类型分析（一）有初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析初速度的滑块在水平传送带上

7、的运动情况分析【典例分析【典例分析3 3】如图所示，小物体以如图所示，小物体以v0=4m/s的速度从左端的速度从左端冲上两端相距冲上两端相距l=5m的传送带。已知物体与传送带之间的的传送带。已知物体与传送带之间的动摩擦因数动摩擦因数=0.2，传送带向左的速度，传送带向左的速度v=2m/s，g=10m/s2。求物体在传送带上的运动时间。求物体在传送带上的运动时间。v0vv解：解：受力分析如图，受力分析如图，mgNmg由由f=ma，有，有mg=maa=2m/s2减速过程，减速过程，v=v0+at，t1=2s 减速位移减速位移 x1=t12v0 x1=4ml物体反向加速，物体反向加速，v=at2t2

8、=1s 加速位移加速位移 x2=t22v x2=1m此后物体匀速此后物体匀速x1x2=vt3t3=1.5s t=t1+t2+t3=4.5s对照分析受力分析并求加速度受力分析并求加速度判断物、带位移关系判断物、带位移关系求物体运动时间求物体运动时间求物、带其它物理关系求物、带其它物理关系思维导图二、水平传送带类型分析二、水平传送带类型分析（一）有初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析【练习【练习2 2】如图所示，一质量为如图所示，一质量为m=0.2kg的可视为质点小物块从倾角的可视为质点小物块从倾角为为=370、高为、高为h=0.6m的斜面顶端的斜面顶端

9、A处无初速自由滑下，经过斜面底处无初速自由滑下，经过斜面底端端B后立刻滑上正在以后立刻滑上正在以v=3m/s的速度顺时针转动的水平传送带上，滑的速度顺时针转动的水平传送带上，滑上传送带时无能量损失，已知物块与斜面和传送带之间的动摩擦因上传送带时无能量损失，已知物块与斜面和传送带之间的动摩擦因数均为数均为=0.5，传送带两轮之间的距离为，传送带两轮之间的距离为s=1.2m，g取取10 m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8，求：，求：（1）物块下滑到斜面底端）物块下滑到斜面底端B处的速度大小；处的速度大小；（2）物体在传送带上做匀加速运动的加速度的大小和物块运动到）物体在传送带上做

10、匀加速运动的加速度的大小和物块运动到C处的速度大小处的速度大小;（3）其它条件都不变，只改变传送带的速度大小，要使物块在最短）其它条件都不变，只改变传送带的速度大小，要使物块在最短时间内到达传送带的最右端时间内到达传送带的最右端C处，传送带的速度至少为多大？处，传送带的速度至少为多大？三、倾斜传送带类型分析三、倾斜传送带类型分析（一）无初速度的滑块在倾斜传送带上的运动情况分析无初速度的滑块在倾斜传送带上的运动情况分析【讨论】a.运动时间；b.相对位移；c.运动图像。1.传送带比较短时。mgNN2.传送带较长。(提示：与与tan的关系的关系)mgNfmgNffmgsinfmgsin三、倾斜传送带

11、类型分析三、倾斜传送带类型分析（一）无初速度的滑块在倾斜传送带上的运动情况分析无初速度的滑块在倾斜传送带上的运动情况分析【典例分析【典例分析3 3】如图所示如图所示,传送带与地面夹角传送带与地面夹角=37,=37,从从A A到到B B长度为长度为L=10.25 m,L=10.25 m,传送带以传送带以v v0 0=10 m/s=10 m/s的速率逆时针转动。的速率逆时针转动。在传送带上端在传送带上端A A无初速度地放一个质量为无初速度地放一个质量为m=0.5 kgm=0.5 kg的黑色煤的黑色煤块块,它与传送带之间的动摩擦因数为它与传送带之间的动摩擦因数为=0.5=0.5。煤块在传送带。煤块在

12、传送带上经过会留下黑色痕迹。已知上经过会留下黑色痕迹。已知sin37=0.6,cos37=0.8,gsin37=0.6,cos37=0.8,g取取10 m/s10 m/s2 2,求求:(1)(1)煤块从煤块从A A运动到运动到B B的时间的时间;(2)(2)煤块从煤块从A A运动到运动到B B的过程中在传送带上留下痕迹的长度。的过程中在传送带上留下痕迹的长度。【解析】(1)受力分析可知N=mgcosmgsin-f=ma1f=Na1=g(sin+cos)=10 m/s2,加速过程中,有,x1=a1t12=5 m,速度达到v0后,受到向上的摩擦力,则a2=g(sin-cos)=2 m/s2,x2=

13、L-x1=5.25 m,由由x2=v0t2+a2t22,解得解得t2=0.5 s。煤块从A运动到B的时间为t=t1+t2=1.5 s。(2)第一过程痕迹长x1=v0t1-x1=5 m,第二过程痕迹长x2=x2-v0t2=0.25 m,两过程痕迹部分重合,故痕迹总长为5 m。t1=a1v01212对照检查讨论三、倾斜传送带类型分析三、倾斜传送带类型分析（一）无初速度的滑块在倾斜传送带上的运动情况分析无初速度的滑块在倾斜传送带上的运动情况分析练练2.如如图所示，传送带图所示，传送带以以v=10m/s的速率逆时针转动的速率逆时针转动传送传送带两端相距带两端相距l=16m，传送带，传送带倾角倾角=37

14、。在。在传送带上端传送带上端A处处轻轻放轻轻放一个一个质量质量m=0.5kg的物体，它与传送带之间的动摩擦的物体，它与传送带之间的动摩擦因数因数=0.2，g取取10m/s2。求。求:物体物体从从A运动到运动到B的时间以及物的时间以及物体到达体到达B端时的速率。端时的速率。三、倾斜传送带类型分析三、倾斜传送带类型分析（二）有初速度的滑块在倾斜传送带上的运动情况分析初速度的滑块在倾斜传送带上的运动情况分析【典例分析【典例分析4 4】如如图所示，传送带图所示，传送带以以v=4m/s的速率逆时针转的速率逆时针转动动传送带倾角传送带倾角=37，两端相距，两端相距l=29m。在。在传送带上端传送带上端A处

15、，一个小物体以沿传送带向下的初速度处，一个小物体以沿传送带向下的初速度v0=6m/s开始下滑，开始下滑，它与传送带之间的动摩擦它与传送带之间的动摩擦因数因数=0.8，g取取10m/s2。求。求:物体物体从从A运动到运动到B的时间以及物体相对传送带滑过的距离的时间以及物体相对传送带滑过的距离x。v=v0+at1 t1=5s由由x=t，2v0+vt解：解：受力如图所示，受力如图所示，由由f=ma，有，有mgcosmgsin=ma a=0.4m/s2x1=25m可知可知mgsinmgcos，物体减速到，物体减速到v后作匀速运动后作匀速运动 lx1=vt2 t2=1s物体由物体由A到到B的时间的时间t=t1+t2=6s x=x1vt1=5m对照检查讨论三、倾斜传送带类型分析三、倾斜传送带类型分析思考:如图所示，倾角为的传送带以速度v顺时针匀速转动将一小物块轻轻地从传送带的底端放上传送带已知小物块与传送带间的动摩擦因数，传送带长为L，重力加速度为g，则：1.倾角满足什么条件才能使物体上传？2.物体可能的运动情况？