2022高中物理 牛頓定律應(yīng)用專題 4 深度剖析傳送帶問題學(xué)案 新人教版必修1

2022高中物理 牛頓定律應(yīng)用專題 4 深度剖析傳送帶問題學(xué)案 新人教版必修1一、考點(diǎn)突破知識(shí)點(diǎn)考綱要求題型分值牛頓第二定律的應(yīng)用應(yīng)用牛頓第二定律解決問題傳送帶模型的分析選擇題解答題615分二、重難點(diǎn)提示重點(diǎn)：學(xué)會(huì)使用牛頓第二定律解決傳送帶問題。難點(diǎn)：傾斜傳送帶上物體的運(yùn)動(dòng)情況分析。傳送帶問題是以真實(shí)物理現(xiàn)象為依據(jù)的問題，它既能訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，又能聯(lián)系科學(xué)、生產(chǎn)和生活實(shí)際，因而，這種類型問題具有生命力，當(dāng)然也就是高考命題所關(guān)注的問題。1. 傳送帶分類：水平、傾斜兩種；按轉(zhuǎn)向分類：順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)兩種。 2. 受力和運(yùn)動(dòng)分析：受力分析中的摩擦力突變發(fā)生在v物與v帶相同的時(shí)刻運(yùn)動(dòng)分析中的速度變化相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向和對(duì)地速度變化分析關(guān)鍵：判斷v物、 v帶的大小與方向；判斷mgsin與 f 的大小與方向?！疽c(diǎn)詮釋】水平傳送帶傾斜傳送帶首先是要對(duì)放在傳送帶上的物體進(jìn)行受力分析，分清物體所受摩擦力是阻力還是動(dòng)力。先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，再判斷摩擦力的方向是關(guān)鍵，正確理解題意和挖掘題中隱含條件是解決這類問題的突破口。其次是對(duì)物體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，即對(duì)靜態(tài)動(dòng)態(tài)終態(tài)進(jìn)行分析和判斷，對(duì)其全過程作出合理分析、推論，進(jìn)而采用有關(guān)物理規(guī)律求解。例題1 如圖所示，一平直的傳送帶以速度v2m/s勻速運(yùn)動(dòng)，傳送帶把A處的工件運(yùn)送到B處，A、B相距L10m。若從A處把工件無初速地放到傳送帶上，經(jīng)過時(shí)間t6s能傳送到B處。現(xiàn)要用最短的時(shí)間把工件從A處傳送到B處，求傳送帶的運(yùn)行速度至少多大。思路分析：由題意可知：t >，所以工件在6s內(nèi)先勻加速運(yùn)動(dòng)，后勻速運(yùn)動(dòng)，故有S1、S2vt2，且t1t2t、S1S2L 聯(lián)立求解得t12s；vat1，a1m/s2。若要用最短時(shí)間把工件傳送到B處，工件加速度仍為a，設(shè)傳送帶速度為v，工件先加速后勻速，同上，Lvt2；又t1，t2tt1，聯(lián)立求解得Lv（t）；因此得，從式子看出，其t有最小值，因而，通過解答可知工件一直加速到所用時(shí)間最短，故可用一步解出，即為傳送帶運(yùn)行最小速度，得。答案：m/s例題2 如圖所示，傳送帶與水平面夾角為37°，并以v 10m/s運(yùn)行，在傳送帶的A端輕輕放一個(gè)小物體，物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0.5，AB長16m，求以下兩種情況下物體從A到B所用的時(shí)間。（取sin37°0.6，）（1）傳送帶沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)；（2）傳送帶沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。思路分析：（1）傳送帶沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受力如圖所示：mg sinmg cosma，agsingcos2m/s2；S，則（2）傳送帶沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)物體受力如圖：開始摩擦力方向向下，向下勻加速運(yùn)動(dòng)agsin37° g cos37°10m/s2，t11s S15m、S2 11m，1秒后，速度達(dá)到10m/s，摩擦力方向變?yōu)橄蛏衔矬w以初速度v10m/s向下作勻加速運(yùn)動(dòng)a2gsin37°gcos37°2 m/s2S2vt2，代入數(shù)據(jù)解得 t21s，則tt1t22s答案：（1）4s （2）2s例題3 如圖所示為糧食倉庫中常用的皮帶傳輸裝置示意圖，它由兩臺(tái)皮帶傳送機(jī)組成，一臺(tái)水平傳送，A、B兩端相距L13m；另一臺(tái)傾斜傳送，傳送帶與地面間的傾角37°，C、D兩端相距L24.45m，B、C相距很近。水平傳送帶以v05m/s沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)將質(zhì)量為m10kg的一袋大米無初速度地放在A端，它隨傳送帶到達(dá)B點(diǎn)后，速度大小不變地傳到傾斜傳送帶的C端。米袋與兩傳送帶之間的動(dòng)摩擦因素均為0.5，取g10m/s2，sin37°0.6、cos37°0.8。求：（1）若傾斜傳送帶CD不轉(zhuǎn)動(dòng)，則米袋沿傳送帶CD所能上滑的最大距離是多少？（2）若傾斜傳送帶CD以v 4m/s的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則米袋從C端運(yùn)動(dòng)到D端的時(shí)間為多少？思路分析：（1）米袋在AB上加速運(yùn)動(dòng)的加速度為 米袋速度達(dá)到時(shí)滑過的距離故米袋先加速一段時(shí)間后再與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)C端時(shí)的速度為設(shè)米袋在CD上傳送的加速度大小為，據(jù)牛頓第二定律 得 ，方向沿斜面向下能沿CD上滑的最大距離 （2）CD順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，米袋速度減為之前的加速度為此時(shí)上滑的距離 米袋速度達(dá)到后，由于，米袋繼續(xù)減速上滑，其加速度為 減速到零時(shí)上滑的距離 ，即速度為零時(shí)剛好到D端。由減速為所用時(shí)間 由減速為0所用時(shí)間 故米袋從C到D的總時(shí)間 。答案：（1）1.25m （2）2.1s【綜合拓展】水平傳送帶上物塊運(yùn)動(dòng)的所有可能性一、無初速度放置當(dāng)時(shí)：一直勻加速當(dāng)時(shí)：先勻加速后勻速（相對(duì)傳送帶靜止）二、以初速度滑上傳送帶當(dāng)時(shí)：當(dāng)時(shí)：勻速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)時(shí)：三、初速度方向與傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反【綜合拓展】傾斜傳送帶上物塊運(yùn)動(dòng)的所有可能性一、向上傳送物塊時(shí)，物塊不能向上運(yùn)送二、向下傳送物塊 一直勻加速：（1）當(dāng)時(shí)：一直勻加速直線運(yùn)動(dòng)（2）當(dāng)時(shí)