人教版高中物理必修第一册专题提升8传送带模型板块模型课件

这是一份人教版 (2019)必修 第一册全册综合课前预习课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了目录索引等内容，欢迎下载使用。

重难探究·能力素养全提升
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探究点一　传送带模型问题
1.传送带的基本模型传送带运输是利用货物和传送带之间的摩擦力将货物运送到其他地方,有水平传送带和倾斜传送带两种基本模型。
3.模型运动情况分析
特别提示　解决传送带问题四要点(1)判断物体相对传送带的运动方向→确定所受摩擦力方向→求出物体加速度,进而由运动学公式求解。(2)物体速度等于传送带速度时摩擦力一般发生突变→判断突变后摩擦力方向→求出物体突变后的加速度,再由运动学公式求解。(3)对于倾斜传送带不但要判断摩擦力方向,还要判断摩擦力大小,即动摩擦因数μ与传送带倾角的正切值tan α的关系。(4)物块与传送带间的相对位移Δx=x带-x物(规定好正方向,计算时带着正负号)。
【例1】 如图所示,足够长的传送带与水平面间的夹角为θ,传送带以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端无初速度放置一小木块,木块与传送带间的动摩擦因数μ解析 开始阶段,木块所受滑动摩擦力沿传送带向下,由牛顿第二定律知mgsin θ+μmgcs θ=ma1,因此a1=gsin θ+μgcs θ,小木块加速到和传送带速度相等时,由于μμmgcs θ,则小木块不会匀速运动,小木块会继续加速,滑动摩擦力变为沿传送带向上,由牛顿第二定律知mgsin θ-μmgcs θ=ma2,因此a2=gsin θ-μgcs θ,可知a2对点演练1.(2023山东日照高一期末)如图所示,水平放置的传送带以v=2 m/s的速度向右匀速运行,一小物块以v0=4 m/s的水平速度从传送带最左端A处水平向右滑上传送带,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度g取10 m/s2。若A端与B端相距8 m,则物块由A端运动到B端所用时间为(　　)
A.1 s B.2 sC.3 sD.4 s
探究点二　板块模型问题
1.“滑块—木板”模型概述叠放在一起的滑块与木板之间存在摩擦力,在其他外力作用下它们或者以相同的加速度运动,或者加速度不同,有的题目也可能没有外加的拉力或推力。但无论是哪种情况,受力分析和运动过程分析都是解题的关键。
2.模型特点(1)本质上还是“摩擦带动”,一个物体有初速度或受牵引力,另一个物体被二者之间的摩擦力带动。(2)一个关键点是判断两物体能否一块(相对静止)加速或减速,其中靠摩擦力带动的物体加速度有限制,有最大值。加速度能否一致是判断两物体能否一块运动的关键。(3)两物体速度相等时摩擦力一般发生突变,从而物体的加速度发生变化。
3.“滑块—木板”模型的三个基本关系
4.解题方法(1)明确各物体对地的运动和物体间的相对运动情况,确定物体间的摩擦力方向。(2)分别隔离两物体进行受力分析,准确求出各物体在各个运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变)。(3)物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口。求解中应注意联系两个过程的纽带,即每一个过程的末速度是下一个过程的初速度。
【例2】 如图所示,在水平地面上有一个质量为4 kg的木板A,在木板上有一个质量为2 kg的物体B,A、B之间的动摩擦因数为0.8,g取10 m/s2,A、B处于静止状态,现将水平力F作用在物体B上,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则(　　)A.若地面是光滑的,当F=10 N时,B处于静止状态B.若地面是光滑的,当F=20 N时,B相对于A发生滑动C.若地面与A的动摩擦因数是0.2,当F=15 N时,B的加速度为0.5 m/s2D.若地面与A的动摩擦因数是0.2,当F=24 N时,A的加速度为2 m/s2
方法技巧　(1)“板”或“块”的运动一般涉及多个过程,各过程加速度一般不同,做好各阶段的受力分析,求出各阶段的加速度是解题关键。(2)画出两物体的v-t图像,能有效帮助分析和解决问题。(3)从相对运动的角度解题,往往能简化解题过程。
对点演练2.如图所示,光滑的水平面上有一质量m0=0.2 kg的长木板,另一质量m=0.1 kg的小滑块以v0=2.4 m/s的水平初速度从长木板的左端滑上长木板(此时开始计时)。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g取10 m/s2。
(1)若长木板长l=0.7 m且固定在水平面上,求小滑块从长木板上滑离时的速度大小。(2)若长木板足够长且不固定,则经过多长时间小滑块与长木板的速度相等?求此时间内小滑块运动的位移大小。
(2)长木板在水平方向只受向右的滑动摩擦力Ff',且Ff'=Ff=μmg=0.4 N由牛顿第二定律可得Ff'=m0a2解得a2=2 m/s2设经过时间t,两者速度相同,则有v0+a1t=a2t解得t=0.4 s由运动学公式可得x=v0t+ a1t2解得x=0.64 m。答案 (1)0.4 m/s　(2)0.4 s　0.64 m
1.(水平传送带问题)(2023广东江门期末)如图所示,某时刻木块正以3 m/s的速度在以5 m/s的速度向右传送的传送带上运动,则下列说法正确的是(　　)A.木块相对于传送带的运动方向向左B.木块所受摩擦力的方向向左C.木块所受摩擦力是阻力D.传送带受到的摩擦力向右
解析 从图中可以看出,木块和传送带都是向右运动的,但是木块的速度明显要小于传送带的速度,因此木块相对于传送带应该是向左运动的,木块所受摩擦力方向和木块相对于传送带运动的方向相反,即木块所受摩擦力方向向右,故A正确,B错误;木块所受摩擦力与木块速度都是向右的,充当了动力的作用,即木块所受摩擦力是动力,故C错误;由于木块对传送带的摩擦力和传送带对木块的摩擦力是一对相互作用力,因此,木块对传送带的摩擦力方向与传送带对木块的摩擦力方向相反,即木块对传送带的摩擦力方向向左,故D错误。
2.(倾斜传送带问题)(2023山东济南高一期末)有一如图所示的运输装置,倾斜传送带以速度v1顺时针匀速运动,t=0时刻一物块从底端以速度v2冲上传送带,t=t0时刻离开传送带。下列描述物块的速度和加速度随时间变化的图像不可能正确的是(　　)
解析 若v2v1,物块可能一直减速到离开,也可能先减速到v1,此时若满足Ff>mgsin θ,后面以v1匀速运动到离开,若Ff3.(板块模型问题)(2023江苏南通高一期末)如图所示,足够长的木板静止在水平面上,物块静止在木板上,已知木板与水平面间的动摩擦因数小于物块与木板间的动摩擦因数。t=0时刻,给木板一水平向右的初速度,则木板的速度大小v随时间t的关系图像是(　　)
解析 t=0时刻,给木板一水平向右的初速度,物块在向右的摩擦力作用下开始加速,木板在物块和地面给的摩擦力作用下开始减速,Ff地+Ff块=ma,当物块和木板速度相同时,由于木板与水平面间的动摩擦因数小于物块与木板间的动摩擦因数,两者相对静止,两者间摩擦力变成静摩擦力,一起减速,对木板Ff地+Ff块'=ma',因为静摩擦力小于滑动摩擦力,所以a'4.(板块模型问题)(2023福建南平高一期末)如图所示,质量相等的A、B静止叠放于光滑水平面上,某时刻起,对A施加一与时间成正比的水平外力F,即F=kt,已知常数k,A、B之间的最大静摩擦力为Ffm,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,B足够长。则从开始施加F作用至A、B发生相对滑动的时间t为(　　)