高中物理人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试课堂教学课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试课堂教学课件ppt，共30页。PPT课件主要包含了学习目标，重点探究，传送带模型，滑块－木板模型，随堂演练等内容，欢迎下载使用。

1.会对传送带上的物体进行受力分析，能正确解答传送带上的物体的运动问题.2.能正确运用牛顿运动定律处理滑块—木板模型问题.
1.传送带的基本类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去，有水平传送带和倾斜传送带两种基本模型.2.传送带模型分析流程
3.注意求解的关键在于根据物体和传送带之间的相对运动情况，确定摩擦力的大小和方向.当物体的速度与传送带的速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变.
例1　如图1所示，水平传送带以v＝2 m/s的速度匀速运转，在其左端无初速度释放一质量为m＝1 kg的小滑块，滑块可视为质点，滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，传送带长L＝2 m，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)滑块从传送带左端到右端的时间；答案　1.5 s
解析　滑块在传送带上滑行时的加速度
设滑块在释放后经时间t1达到和传送带相同的速度
总时间：t＝t1＋t2＝1 s＋0.5 s＝1.5 s.
(2)滑块相对传送带滑行的位移的大小.答案　1 m
解析　滑块和传送带在t1时间内有相对运动，传送带的位移x2＝vt1＝2×1 m＝2 m滑块相对传送带的位移Δx＝x2－x1＝2 m－1 m＝1 m.
例2　如图2所示，A、B间的距离l＝3.25 m，传送带与水平面成θ＝30°角，轮子转动方向如图所示，传送带始终以2 m/s的速度运行.将一物体无初速度地放到传送带上的A处，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝ ，求物体从A运动到B所需的时间.(g取10 m/s2)答案　1.25 s
解析　刚将物体无初速度地放上传送带时，物体做加速运动，受力如图甲所示，由牛顿第二定律得x轴方向上：mgsin 30°＋Ff＝ma1y轴方向上：FN－mgcs 30°＝0又Ff＝μFN联立解得a1＝g(sin 30°＋μcs 30°)＝8 m/s2物体加速到与传送带速度相等所用的时间为
mgsin 30°>μmgcs 30°，故物体仍会继续加速下滑，
而摩擦力方向变为沿传送带向上，受力如图乙所示，由牛顿第二定律可得x轴方向上：mgsin 30°－Ff′＝ma2y轴方向上：FN－mgcs 30°＝0又Ff′＝μFN联立解得a2＝g(sin 30°－μcs 30°)＝2 m/s2所以物体以初速度v＝2 m/s和加速度a2＝2 m/s2做匀加速运动，位移为x2＝l－x1＝3 m
解得t2＝1 s，或t2＝－3 s(舍去)故所用总时间为t＝t1＋t2＝0.25 s＋1 s＝1.25 s.
1.水平传送带常见类型及滑块运动情况
2.倾斜传送带常见类型及滑块运动情况
1.模型概述：一个物体在另一个物体上，两者之间有相对运动.问题涉及两个物体、多个过程，两物体的运动时间、速度、位移间有一定的关系.2.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)找出物体之间的位移(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.
3.常见的两种位移关系滑块从木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板向同一方向运动，则滑离木板的过程中滑块的位移与木板的位移之差等于木板的长度；若滑块和木板向相反方向运动，滑离木板时滑块的位移和木板的位移大小之和等于木板的长度.4.注意摩擦力的突变当滑块与木板速度相同时，二者之间的摩擦力通常会发生突变，由滑动摩擦力变为静摩擦力或者消失，或者摩擦力方向发生变化，速度相同是摩擦力突变的一个临界条件.
例3　(2020·湘潭市高一期末)如图3所示，物块A、木板B的质量分别为mA＝5 kg，mB＝10 kg，不计A的大小，木板B长L＝4 m.开始时A、B均静止.现使A以水平初速度v0从B的最左端开始运动.已知A与B之间的动摩擦因数为0.3，水平地面光滑，g取10 m/s2.
(1)求物块A和木板B发生相对运动过程的加速度的大小；答案　3 m/s2　1.5 m/s2
解析　分别对物块A、木板B进行受力分析可知，A在B上向右做匀减速运动，设其加速度大小为a1，则有
木板B向右做匀加速运动，设其加速度大小为a2，则有
(2)若A刚好没有从B上滑下来，求A的初速度v0的大小.答案　6 m/s
解析　由题意可知，A刚好没有从B上滑下来，则A滑到B最右端时的速度和B的速度相同，设为v，则有v＝v0－a1tv＝a2t
解得v0＝6 m/s.
例4　如图4所示，厚度不计的薄板A长l＝5 m，质量M＝5 kg，放在水平地面上.在A上距右端x＝3 m处放一物体B(大小不计)，其质量m＝2 kg，已知A、B间的动摩擦因数 μ1＝0.1，A与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2，原来系统静止.现在板的右端施加一大小恒定的水平向右的力F＝26 N，将A从B下抽出.g＝10 m/s2，求：(1)A从B下抽出前A、B的加速度各是多大；答案　2 m/s2　1 m/s2
解析　对于B，由牛顿第二定律可得：μ1mg＝maB解得aB＝1 m/s2对于A，由牛顿第二定律可得：F－μ1mg－μ2(m＋M)g＝MaA解得aA＝2 m/s2.
(2)B运动多长时间离开A；答案　2 s
Δx＝xA－xB＝l－x解得t＝2 s.
(3)B离开A时的速度的大小.答案　2 m/s
解析　vB＝aBt＝2 m/s.
1.(传送带模型)如图5所示，水平放置的传送带以速度v＝2 m/s向右运行，现将一小物体轻轻地放在传送带A端，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，若A端与B端相距4 m，则物体由A运动到B的时间和物体到达B端时的速度是(g取10 m/s2)A.2.5 s,2 m/s B.1 s,2 m/sC.2.5 s,4 m/s D.1 s,4 m/s
2.(滑块—木板模型)(多选)(2019·哈尔滨八中高一期末)如图6所示，质量为m1的足够长木板静止在光滑水平地面上，其上放一质量为m2的木块.t＝0时刻起，给木块施加一水平恒力F.分别用a1、a2和v1、v2表示木板、木块的加速度和速度大小，下列图中可能符合运动情况的是
解析　木块和木板可能保持相对静止，一起做匀加速直线运动，加速度大小相等，故A正确；木块可能相对于木板向前滑动，即木块的加速度a2大于木板的加速度a1，都做匀加速直线运动，故B、D错误，C正确.
3.(滑块—木板模型)(2019·重庆市主城区七校高一上学期期末联考)如图7所示，有一块木板A静置在光滑且足够大的水平地面上，木板质量M＝4 kg，长L＝1.2 m，木板右端放一小滑块B并处于静止状态，小滑块质量m＝1 kg，其尺寸远小于L.小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ＝0.4.(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2)
(1)现用恒力F始终作用在木板A上，为了让小滑块B不从木板A上滑落，求恒力F大小的范围；答案　F≤20 N
解析　为了使小滑块B不从木板A上滑落，设A、B相对静止时的加速度为a，对B有：ma≤μmg对A、B整体有：F＝(M＋m)a解得：F≤20 N
(2)其他条件不变，若恒力F大小为20.8 N，且始终作用在木板A上，求小滑块B滑离木板A时的速度大小.
解析　当F＝20.8 N时，A、B发生相对滑动.此时，对B：μmg＝maB对A：F－μmg＝MaA设B在A上滑行的时间为t，有：
B滑离木板A时的速度v＝aBt
4.(传送带模型)(2019·黄山市高一上学期期末)如图8所示，绷紧的水平传送带足够长，始终以恒定速率v1＝2 m/s沿顺时针方向运行.初速度为v2＝4 m/s的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带，小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.2，g＝10 m/s2，若从小物块滑上传送带开始计时，求：(1)小物块在传送带上滑行的最远距离；答案　4 m
解析　小物块滑上传送带后开始做匀减速运动，设小物块的质量为m，由牛顿第二定律得：μmg＝ma得a＝μg因小物块在传送带上滑行至最远距离时速度为0，
(2)小物块从A处出发再回到A处所用的时间.答案　4.5 s