牛頓第二定律的運用—傳送帶問題學(xué)習(xí)教案

1、牛頓牛頓(ni dn)第二定律的運用第二定律的運用傳送帶傳送帶問題問題第一頁，共21頁。傳送帶的分類(fn li)知識(zh shi)梳理3.按運動狀態(tài)(zhungti)分勻速、變速兩種。1.按放置方向分水平、傾斜兩種；2.按轉(zhuǎn)向分順時針、逆時針轉(zhuǎn)兩種；第1頁/共21頁第二頁，共21頁。知識(zh shi)梳理受力情況運動情況加速度 a動力學(xué)兩類基本(jbn)問題v=v0+atx=vot+at2v2-v02=2ax運動(yndng)分析知三求一受力分析正交分解 F合=ma運動學(xué)公式第2頁/共21頁第三頁，共21頁。例1. 水平(shupng)傳送帶始終保持v=1m/s的恒定速率運行，一質(zhì)量為m

2、=4kg的行李無初速度地放在A處，設(shè)行李與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.1，AB間的距離L=2m，g取10m/s2。 .求行李從A到B所用的時間 ABv考點(ko din)一、水平勻速的傳送帶第3頁/共21頁第四頁，共21頁。加速時間savt11共用時間sttt5 . 221解：行李受向右的滑動摩擦(hu dn m c)力f=mg,向右勻加速運動;當(dāng)速度增加到與傳送帶速度相同時，和傳送帶一起做勻速運動到B端.2/1smgmmga加速度 加速位移 mats5 . 02121通過余下距離所用時間svsLt5 . 12第4頁/共21頁第五頁，共21頁。smatv/2minmin傳送帶最小速率2min21

3、atL 要使行李從A到B的時間(shjin)最短，須行李一直做勻加速運動第5頁/共21頁第六頁，共21頁。難點與疑點：難點：傳送帶與物體運動的牽制。關(guān)鍵是受 力分析和情景分析 疑點: 牛頓第二定律中a是物體對地加速度，運動學(xué)公式(gngsh)中S是物體對地的位移，這一點必須明確。第6頁/共21頁第七頁，共21頁。【例2】如圖所示，傳送帶與水平面的夾角為=37，其以4m/s的速度向上運行(ynxng)，在傳送帶的底端A處無初速度地放一個質(zhì)量為0.5kg的物體，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.8，AB間(B為頂端)長度為25 m試回答下列問題：(1)說明物體的運動性質(zhì)(相對地面)；(2)物體從A到B

4、的時間為多少?(g=10m/s2)考點(ko din)二、傾斜、勻速傳送帶(sin37=0.6,cos37=0.8)第7頁/共21頁第八頁，共21頁。解：物體做勻加速運動過程中，由牛頓(ni dn)第二定律mg cos37-mg sin37=ma 得a=0.4m/s2加速至10m/s位移為x1=v2/2a=20m接著做勻速運動，因此物體先做勻加速直線運動，再做勻速直線運動。10t/s04v/ms-1a（2）勻加速運動的時間(shjin)t1= v/a=10s勻速運動的時間(shjin)t2=(L-x1)/v=1.25s所以物體從A到B的時間(shjin)為t=t1+t2=11.25s第8頁/共

5、21頁第九頁，共21頁。 例3、如圖所示,傳送帶與地面傾角=37,從A到B長度為16 m,傳送帶以v0=10 m/s的速率逆時針轉(zhuǎn)動.在傳送帶上端(shn dun)A無初速地放一個質(zhì)量為m=0.5 kg的物體,它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.5.求物體從A運動到B需要的時間.(sin37=0.6,cos37=0.8,取g=10 m/s2)【思路】(1)物體剛放上傳送帶時的受力情況如何? (2)物體放在傳送帶最初一段時間做什么(shn me)運動? 在什么(shn me)情況下結(jié)束這種運動？ (3)當(dāng)物體速度(sd)達到v0=10 m/s之后,將隨傳送帶 一起勻速運動嗎?第9頁/共21頁第十頁，共

6、21頁。解：過程(guchng)一物體放在傳送帶后，受到滑動摩擦力的方向沿斜面向下，物體沿傳送帶向下做初速度為零的勻加速運動10037cos37sinmamgmg2001/10)37cos37(sinsmga物體加速到與傳送帶速度(sd)相等所用的時間savt111mtas521211第10頁/共21頁第十一頁，共21頁。20037cos37sinmamgmg2002/2)37cos37(sinsmga設(shè)后一階段直滑至底端所用(su yn)的時間為t2，由222221tavtsL解得：t2=1s t2= - 11s（舍去）(1)tan 物體繼續(xù)做加速運動(2)tan 物體與傳送帶一起勻速運動第

7、11頁/共21頁第十二頁，共21頁?？偨Y(jié)(zngji)傳送帶問題的分析思路(sl)：初始條件相對運動判斷滑動摩擦力的大小和方向分析出物體受的合外力和加速度大小和方向由物體速度變化再分析相對運動來判斷以后的受力及運動狀態(tài)的改變。難點是當(dāng)物體與皮帶速度出現(xiàn)大小相等、方向相同時，物體能否與皮帶保持相對靜止。第12頁/共21頁第十三頁，共21頁。總結(jié)一、受力分析：傳送帶模型中要注意摩擦力的突變（發(fā)生(fshng)在V物與V傳相同的時刻）1.滑動摩擦(hu dn m c)力消失；2.滑動摩擦(hu dn m c)力突變?yōu)殪o摩擦力；3.滑動摩擦力改變方向；第13頁/共21頁第十四頁，共21頁。第14頁/共

8、21頁第十五頁，共21頁。第15頁/共21頁第十六頁，共21頁?？键c三、水平、變速傳送帶【例4】(2006全國I)一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點），煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)(ynsh)為。初始時，傳送帶與煤塊都是靜止的?，F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運動，當(dāng)其速度達到v0后，便以此速度做勻速運動。經(jīng)過一段時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對于傳送帶不再滑動。求此黑色痕跡的長度。fmgFN分析第16頁/共21頁第十七頁，共21頁。解：根據(jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知，煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對滑動，煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0。根據(jù)牛頓定律，可得a=g設(shè)經(jīng)歷時間t0，傳送帶由靜止開始加速到速度等于v0，煤塊則由靜止加速到v，有v0=a0t0 v=at0由于aa0，故vL滑塊在傳送帶上運動時間t=2s （2）同（1）為2s第19頁/共21頁第二十頁，共21頁。同步練習(xí)4. 如下圖所示，一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速度v1沿逆時針方向運動，傳送帶左端有一與傳送帶等高的光滑水平面，一