高考物理传送带经典完全版专题省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,传 送 带 专 题,物理教研组,wdz,.01.25,第1页,专题讲解,一,.,命题趋向与考点,传送带问题是以真实物理现象为依据问题，它既能训练学生科学思维，又能联络科学、生产和生活实际，因而，这种类型问题含有生命力，当然也就是高考命题教授所关注问题,二,.,知识概要与方法,传送带按照放置方向分水平、倾斜两种,;,按转向分顺时针、逆时针转两种。,（,1,）受力和运动分析：,受力分析中摩擦力突变（大小、方向）,发生在,V,物,与,V,带,相同时刻；运动分析中速度改变,相对运动方向和对地速度改变。分析关键是：一是,V,物,、,V,带,大小与方向；二是,mgsin,与,f,大小与方向。,第2页,专题讲解,二,.,知识概要与方法,(2),传送带问题中功效分析,功效关系：,W,F,=E,K,+E,P,+Q,对,W,F,、,Q,正确了解,（,a,）传送带做功：,W,F,=F,S,带,功率,P=FV,带,（,F,由传送带受力平衡求得）,（,b,）产生内能：,Q=f,S,相对,（,c,）如物体无初速，放在水平传送带上，则在整个加速过程中物体取得动能,E,K,，因为摩擦而产生热量,Q,有以下关系：,E,K,=Q=,第3页,专题聚焦,（一）水平放置运行传送带,处理水平放置传送带问题，,首先,是要对放在传送带上物体进行,受力分析,，分清物体所受摩擦力是阻力还是动力；,其二,是对物体进行,运动状态分析,，即对静态动态终态进行分析和判断，对其全过程作出合理分析、推论，进而采取相关物理规律求解,.,这类问题可分运动学型；动力学型；动量守恒型；图象型,.,第4页,传送带问题,【,情景一,】,v,0,【,模型,1,】,如图所表示,传送带从,A,到,B,长度为,L,传送带以,v,0,速率顺时针转动,.,在传送带上端,A,无初速地放一个质量为,m,物体,它与传送带间动摩擦因数,试分析滑块在传送带上运动情况,.,A,B,无初速度,滑块在,水平传送带上,运动情况分析,注意：只要有速度差就有相对滑动，因为摩擦力不可能无穷大，质量不可能无穷小，所以加速度不可能无穷大。,第5页,无初速度,滑块在,水平传送带上,运动情况分析,传送带,刚够,长,v,0,v,0,v,t,v,0,滑块一直做匀加速,传送带 长度,滑块在传送带上运动情景,滑块运动情况,滑块运动,v-t,图像,注意：滑块在传送带上加速取得最大速度小于传送带速度。,传送带,不够,长,滑块一直做匀加速,v,0,v,t,v,v,0,v,传送带,足够,长,v,0,v,0,滑块先做匀加速后匀速,v,t,v,0,t,1,第6页,传送带问题,【,情景二,】,v,0,【,模型,1,】,如图所表示,传送带从,A,到,B,长度为,L,传送带以,v,0,速率顺时针转动,.,一个质量为,m,滑块,从,A,端,以速度,v,1,滑上传送带,它与传送带间动摩擦因数,试分析滑块在传送带上运动情况,.,A,B,与传送带含有同向速度,滑块在,水平传送带上,运动分析,v,1,讨论,:,(1),若,v,1,v,0,第7页,传送带,足够,长,v,0,v,0,传送带,刚够,长,v,0,v,0,滑块先做匀加速后匀速,滑块一直做匀加速,传送带,不够,长,滑块一直做匀加速,v,0,v,传送带 长度,滑块在传送带上运动情景,滑块运动情况,滑块运动,v-t,图像,与传送带含有同向速度,滑块在,水平传送带上,运动分析,(,v,1,v,0,),v,0,v,t,v,1,t,v,t,v,0,t,v,1,v,t,v,0,t,1,t,v,1,注意：滑块在传送带上加速时，取得最大速度小于传送带速度。,第8页,传送带问题,【,情景二,】,v,0,A,B,与传送带含有同向速度,滑块在,水平传送带上,运动分析,v,1,讨论,:,(1),若,v,1,v,0,【,模型,1,】,如图所表示,传送带从,A,到,B,长度为,L,传送带以,v,0,速率顺时针转动,.,一个质量为,m,滑块,从,A,端,以速度,v,1,滑上传送带,它与传送带间动摩擦因数,试分析滑块在传送带上运动情况,.,第9页,传送带,足够,长,v,0,v,0,传送带,刚够,长,v,0,v,0,滑块先做匀减速后匀速,滑块一直做匀减速,传送带,不够,长,滑块一直做匀减速,v,0,v,传送带 长度,滑块在传送带上运动情景,滑块运动情况,滑块运动,v-t,图像,v,t,v,0,t,1,v,1,t,v,t,v,0,v,1,t,v,0,v,t,v,1,t,与传送带含有同向速度,滑块在,水平传送带上,运动分析,(,v,1,v,0,),注意：滑块在传送带上减速时，减速后最终速度大于传送带速度。,第10页,传送带问题,【,情景三,】,v,0,A,B,与传送带含有反向速度,滑块在,水平传送带上,运动分析,v,1,【,模型,1,】,如图所表示,传送带从,A,到,B,长度为,L,传送带以,v,0,速率逆时针转动,.,一个质量为,m,滑块,从,A,端,以速度,v,1,滑上传送带,它与传送带间动摩擦因数,试分析滑块在传送带上运动情况,.,第11页,V=0,v,0,V=0,v,0,滑块先做匀减速后反向匀加速至,v,1,(,v,1,v,0,),v,t,v,0,t,1,v,1,t,第12页,传送带问题,【,问题一,】,分析滑块在传送带上运动时间,.,A,B,V,【,模型,1,】,如图所表示,传送带从,A,到,B,长度为,L,传送带以,v,0,速率顺时针转动,.,在传送带上端,A,无初速地放一个质量为,m,物体,它与传送带间动摩擦因数,求物体从,A,运动到,B,需要时间,.,【,讨论一,】,传送带“不够长”,(,物体抵达,B,时,速度仍小于传送带速度,),G,f,N,物体从,A,运动到一直做匀加速故加速时间为,:,第13页,传送带问题,A,B,V,【,讨论二,】,传送带“刚够长”,(,物体到,B,时,速度刚好等于传送带速度,),G,f,N,物体从,A,运动到一直做匀加速故加速时间为,:,【,问题一,】,分析滑块在传送带上运动时间,.,第14页,传送带问题,A,B,V,【,讨论三,】,传送带“足够长”,(,物体到,B,前,速度等于传送带速度,之后因为不再受摩擦力而做匀速运动,),G,f,N,物体做匀加速时间为,:,G,N,物体做匀加速位移为,:,物体做匀速时间为,:,物体从,A,到,B,总时间为,:,【,问题一,】,分析滑块在传送带上运动时间,.,第15页,无初速度,滑块在,水平传送带上,运动时间,传送带,刚够,长,v,0,v,0,传送带 长度,滑块在传送带上运动情景,滑块运动时间,传送带,不够,长,v,0,v,传送带,足够,长,v,0,v,0,第16页,例,2,、如图示,质量,m=1kg,物体从高为,h=0.2m,光滑轨道上,P,点由静止开始下滑,滑到水平传送带上,A,点,物体和皮带之间动摩擦因数为,=0.2,传送带,AB,之间距离为,L=5m,传送带一直以,v=4m/s,速度匀速运动,求,:,(1),物体从,A,运动到,B,时间是多少？,(2),物体从,A,运动到,B,过程中,摩擦力对物体做了多少功,?,(3),物体从,A,运动到,B,过程中,产生多少热量,?,(4),物体从,A,运动到,B,过程中,带动传送带转动电动机多做了多少功,?,第17页,解：,(1),物体下滑到,A,点速度为,v,0,由机械能守恒定律,1/2 mv,0,2,=mgh v,0,=2m/s,物体在摩擦力作用下先匀加速运动,后做匀速运动,t,1,=(v-v,0,)/g=1s,S,1,=(v,2,-v,0,2,),/2g=3m,t,2,=(L-S,1,)/v=0.5s,t=t,1,+t,2,=1.5s,(2)W,f,=mg S,1,=0.210 3=6 J,或,W,f,=1/2 mv,2,-1/2 mv,0,2,=1/2(16-4)=6 J,(3),在,t,1,时间内,皮带做匀速运动,S,皮带,=v t,1,=4m,Q=mg S=mg(S,皮带,-S,1,)=2J,(4),由能量守恒,W=Q+W,f,=8J,或,W=mg S,皮带,=8J,第18页,专题聚焦,例,4.,如图所表示,.,绷紧传送带一直保持,3.0m,s,恒定速率运行，传送带水平部分,AB,距水平地面高度为,A=0.45m.,现有一行李包,(,可视为质点,),由,A,端被传送到,B,端，且传送到,B,端时没有被及时取下，行李包从,B,端水平抛出，不计空气阻力，,g,取,lOm,s,2,(1),若行李包从,B,端水平抛出初速,v,3.0m,s,，求它在空中运动时间和飞出水平距离；,(2),若行李包以,v,0,1.Om,s,初速从,A,端向右滑,行，包与传送带间动摩擦因数,0.20,，要,使它从,B,端飞出水平距离等于,(1),中所求水,平距离，求传送带长度,L,应满足条件,.,A,B,v,L,h,第19页,专题聚焦,解,:,（,1,）设行李包在空中运动时间为,t,，飞出水平距离为,s,，则,s,vt,代入数据得：,t,0.3s s,0.9m ,2,）设行李包质量为,m,，与传送带相对运动时加速度为,a,，则滑动摩擦力,F=,mg=ma ,代入数据得：,a,2.0m/s,2,要使行李包从,B,端飞出水平距离等于（,1,）中所求水平距离，行李包从,B,端飞出水平抛出初速度,v=3.0m/s,设行李被加速到时经过距离为,s,0,，则,代入数据得,s,0,2.0m ,故传送带长度,L,应满足条件为：,L2.0m ,A,B,v,L,h,第20页,专题聚焦,例,1:,质量为,m,物体从离离送带高为,H,处沿光滑圆弧轨道下滑,水平进入长为,L,静止传送带落在水平地面,Q,点,已知物体与传送带间动摩擦因数,为,则当传送带转动时,物体仍以,上述方式滑下,将落在,Q,点左边,还是右边,?,Q,P,H,h,L,第21页,专题聚焦,Q,P,H,h,L,解,:,物体从,P,点落下,设水平进入传送带时速度为,v,0,则由机械能守恒得,mgH=,mv,0,2,当传送带,静止,时,分析物体在传送带上受力知物体做匀减速运动,a=mg/m=g,物体离开传送带时速度为,随即做平抛运动而落在,Q,点,.,当传送带,逆时针方向转动,时,分析物体在传送带上受力情况与传送带静止时相同,因而物体离开传送带时速度仍为,f,随即做平抛运动而仍落在,Q,点,.,(,当,v,0,2,2gL,时,物体将不能滑出传送带而被传送带送回,显然不符合题意,舍去,),第22页,专题聚焦,Q,P,H,h,L,当传送带顺时针转动时,可能出现五种情况,:,(1),当传送带速度,v,较大,则分析物体在传送带上受力可知,物体,一直做匀加速运动,离开传送带时速度为,因而将,落在,Q,点右边,.,(2),当传送带速度,v,较小,则分析物体在传送带上受力可知,物体,一直做匀减速运动,离开传送带时速度为,因而,仍将落在,Q,点,(3),当传送带速度,时,则分析物体在传送带上受力可知,物体将在传送带上,先做匀加速运动,后做匀速运动,离开传送带时速度,第23页,专题聚焦,Q,P,H,h,L,因而将,落在,Q,点右边,(4),当传送带速度,时,则分析物体在传送带上受力可知,物体将在传送带上,先做匀减运动,后做匀速运动,离开传送带时速度,因而将,落在,Q,点右边,.,(5),当传送带速度,时,则物体在传送带上不受摩擦力作用而做,匀速运动,故将,落在,Q,点右边,总而言之,:,当传送带速度,时,物体仍将落在,Q,点,;,当传送带速度,时,物体将落在,Q,点右边,.,第24页,休息片刻！,第25页,例,2,：,如图所表示，一平直传送带以速度,V=2m/s,匀速运动，传送带把,A,处工件运输到,B,处，,A,，,B,相距,L=10m,。从,A,处把工件无初速地放到传送带上，经过时间,t=6s,，能传送到,B,处，要用最短时间把工件从,A,处传送到,B,处，求传送带运行速度最少多大,?,A,B,V,专题聚焦,解,由题意可知,所以工件在,6s,内先匀加速运动，后匀速运动，,故有,S,1,=,vt,1,，,S,2,v,t,2,且,t,1,+t,2,t ,，,S,1,S,2,联立求解得,:,t,1,2s,；,v=at,1,a,1m/s,2,若要工件最短时间传送到处，工件加速度仍为,a,，设传送带速度为,v,/,，工件先加速后匀速，同上,v,/,t,1,v,/,t,2,，,第26页,专题聚焦,联立求解得,v,(t,),将式化简得,，,从式看出,常量，,故当 ，即 时，,A,B,V,其有最小值,.,因而,4.47m/s,经过解答可知工件一直加速到所用时间最短,又,t,1,，,t,2,t,1,第27页,专题聚焦,（二）倾斜放置运行传送带,这种传送带是指两皮带轮等大，轴心共面但不在同一水平线上（不等高），传送带将物体在斜面上传送装置处理这类问题，一样是先对物体进行受力分析，再判断摩擦力方向是关键，正确了解题意和挖掘题中隐含条件是处理这类问题突破口这类问题通常分为：运动学型；动力学型；能量守恒型,例,5.,如图所表示，传送带与地面倾角,37,0,，从到长度为,16m,，传送带以,10m/s,速率逆时针转动,.,在传送带上端无初速地放一个质量为,0.5kg,物体，它与传送带之间动摩擦因数为,0.5.,求物体从运动到所需时间是多少,.,（,sin37,0,0.6,）,m A,v,B,第28页,专题聚焦,m A,v,B,解答：,物体放到传送带上后,开始阶段,因为传送带速度大于物体速度,传送带给物体一沿平行传送带向下滑动摩擦力,物体受力情况如图所表示,N,f,mg,物体由静止加速，由牛顿第二定律,F,可知,x,sin,a,1,F,y,cos,0,f,联立得,a,1,g(sin,cos)=10m/s,2,物体加速至与传送带速度相等所需时间,a,1,t,1,则,1,v/a,1,1s,再由,S,at,1,2,=,101,2,5m,，,因为,tan,即,mgcosmgsin,物体在重力作用下将继续作加速运动,.,第29页,专题聚焦,再由牛顿第二定律得：,sin,2,，,cos,0 ,，,联立得,2,(sin,cos),2m/s,2,设后一阶段物体滑至底端所用时间为,2,，由运动学公式可知,S,，解得,2,1s,(,2,11s,舍去,),，所以物体由到时间,1,2,2s,当物体速度大于传送带速度时，传送带给物体一沿平行传送带向上滑动摩擦力此时物体受力情况如图所表示,N,f,mg,第30页,专题聚焦,例,6.,某商场安装了一台倾角为,30,0,自动扶梯，该扶梯在电压为,380V,电动机带动下以,0.4m/s,恒定速率向斜上方移动，电动机最大输出功率,4.9kW.,不载人时测得电动机中电流为,5A,，若载人时扶梯移动速率和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载最多人数为多少？（设人平均质量,60kg,，,10,/,2,）,解答：,这台自动扶梯最多可同时载人数意义是电梯仍能以,0.4m/s,恒定速率运动,按题意应有电动机以最大输出功率工作，且电动机做功有两层作用：一是电梯不载人时自动上升；二是对人做功,由能量转化守恒应有：,总,人,出,，,设乘载人数最多为，则有,IU,nmgsin,，,代入得,25,人,第31页,专题聚焦,（三）平斜交接放置运行传送带,这类题普通可分为两种，一是传送带上仅有一个物体运动，二是传送带上有多个物体运动，解题思绪与前面两种相仿，都是从力观点和能量转化守恒角度去思索，挖掘题中隐含条件和关键语句，从而找到解题突破口,第32页,例,7.,一传送带装置示意图,其中传送带经过,AB,区域时是水平,经过,BC,区域时变为圆弧形,(,圆弧由光滑模板形成,未画出,),经过,CD,区域时是倾斜,AB,和,CD,都与,BC,相切,.,现将大量质量均为,m,小货箱一个一个在,A,处放到传送带上,放置时初速度为零,经传送带运输到,D,处,D,和,A,高度差为,h.,稳定工作时传送带速度不变,CD,段上各箱等距排列,相邻两箱距离为,L.,每个箱子在,A,处投放后,在抵达,B,之前已经相对于传送带静止,且以后也不再滑动,(,忽略经,BC,段微小滑动,).,已知在一段相当长时间,T,内,共运输小货箱数目,N,个,.,这装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计摩擦,.,求电动机平均功率,P,L,B,A,D,C,L,第33页,解析,:,以地面为参考系,(,下同,),，设传送带运动速度为,v,0,，在水平段运输过程中，小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动，设这段旅程为,s,，所用时间为,t,，加速度为,a,，则对小箱有：,S=,at,2,v,0,=at,在这段时间内，传送带运动旅程为：,S,0,=v,0,t,由以上可得：,S,0,=2S,基本规律*,用,f,表示小箱与传送带之间滑动摩擦力，则传送带对小箱做功为,W,f S,mv,0,2,传送带克服小箱对它摩擦力做功,W,0,f S,0,2,mv,0,2,题目,专题聚焦,L,B,A,D,C,L,第34页,可见，在小箱加速运动过程中，小箱取得动能与发烧量相等,.,Q,mv,0,2,T,时间内,，电动机输出功为：,W=PT,此功用于增加小箱动能、势能以及克服摩擦力发烧，即：,W=N,mv,0,2,+mgh+Q=N,mv,0,2,+mgh,在时间,T,内传送带运动距离为,v,0,T,，,运输小箱,N,只,，,已知相邻两小箱距离为,L,，所以：,v,0,T,N,L,即,v,0,N,L/T,联立得：,题目,专题聚焦,也可直接依据摩擦生热,Q=f S=f,（,S,0,-S,）,计算,二者之差就是摩擦力做功发出热量,Q,mv,0,2,第35页,专题训练,1.,重物,A,放在倾斜皮带传送机上,它和皮带一直相对静止没有打滑，如图所表示。传送带工作时，关于重物受到摩擦力大小，以下说法正确是：,A,、重物静止时受到摩擦力一定小于它斜向上运动时受到摩擦力,B,、重物斜向上加速运动时,加速度越大,摩擦力一定越大,C,、重物斜向下加速运动时,.,加速度,越大,.,摩擦力一定越大,D,、重物斜向上匀速运动时速度,越大，摩擦力一定越大,A,B,(B),第36页,专题训练,2,测定运动员体能一个装置如图所表示，运动员质量为,m,1,，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮摩擦和质量），绳另一端悬吊重物质量为,m,2,，人用力向后蹬传送带而人重心不动，设传送带上侧以速度,V,向后运动，则,人对传送带不做功,人对传送带做功,人对传送带做功功率为,m,2,gV,人对传送带做功功率为,(m,1,+m,2,)gV,传送带对人做功功率为,m,1,gV,A,B,C,D,(C),第37页,专题训练,3,物块从光滑曲面上,P,点自由滑下，经过粗糙静止水平传送带以后落到地面上,Q,点，若传送带皮带轮沿逆时针方向转动起来，使传送带随之运动，如图所表示，再把物块放在,P,点自由滑下则,A,物块将仍落在,Q,点,B,物块将会落在,Q,点左边,C,物块将会落在,Q,点右边,D,物块有可能落不到地面上,(A),P,Q,第38页,专题训练,4,如图所表示，一水平方向足够长传送带以恒定速度,v,1,沿顺时针方向运动，传送带右端有一与传送带等高光滑水平面，物体以恒定速率,v,2,沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面上，这时速率为,v,2,，则以下说法正确是,A,、若,v,1,v,2,，则,v,2,/,=,v,2,C,、不论,v,2,多大，总有,v,2,/,=,v,2,C,、只有,v,1,=,v,2,时，才有,v,2,/,=,v,1,(Ab),注意,V2=0,之后，反向加速时，仍未共速，仍有相对滑动，直到同向同速才不滑动。,V1v2,时，物块返回地面时，依然没有抵达传送带速度。,V1=v2,时，返回地面时恰好共速。,v1v,0,，物块相受摩擦力力向右，向右加速。,a=g=6m/s,2,，若一直匀加速到皮带右端时速度,故没有共速，即离开皮带时速度为,v,2,所以,S,3,=v,2,t=5.6m,第45页,专题训练,8,.,如图所表示是长度为,L,8.0m,水平传送带，其皮带轮半径为,R,0.20m,，传送带上部距地面高度为,h,0.45m,。一个旅行包（视为质点）以,v,0,10m/s,初速度从左端滑上传送带。旅行包与皮带间动摩擦因数,0.60,。,g,取,10m/s,2,。求：,若传送带静止，旅行包滑到,B,端时，若没有些人取包，旅行包将从,B,端滑落。包落地点距,B,端水平距离为多少？,A,B,v,L,h,第46页,A,B,v,L,h,设皮带轮顺时针匀速转动，当皮带轮角速度,值在什么范围内，包落地点距,B,端水平距离一直为中所得水平距离？,若皮带轮角速度,1,=40 rad/s,，旅行包落地点距,B,端水平距离又是多少？,设皮带轮以不一样角速度顺时针匀速转动，画出旅行包落地点距,B,端水平距离,s,随角速度,改变图象（,取值范围从,0,到,100 rad/s,）。,第47页,专题训练,O,s/,m,20 40 60 80 100,5.0,4.0,3.0,2.0,1.0,A,B,v,L,h,/(rad,s,-1,),解,:,(1),传送带静止时,包做减速运动,a=g=6m/s,2,抵达,B,点时速度为,=2m/s,故,S,1,=v,t,=0.6m,当速度小于,=2m/s,时,包都做减速运动,落地点与同,.,即,10rad/s,当,1,=40rad/s,时,线速度为,v=R=8m/s,包先做减速后做匀速运动,离开,B,点时速度,v=8m/s,故,S,2,=v,=2.4m,当速度,=14m/s,即,70 rad/s,后,包一直加速,离开,B,点时速度为,V,/,=14m/s,故,S,3,=v,/,=4.2m,第48页,专题训练,9,、如图所表示，倾角为,30,0,皮带运输机皮带一直绷紧，且以恒定速度,v,2.5m/s,运动，两轮相距,L,AB,5m,，将质量,m,1kg,物体无初速地轻轻放在,A,处，若物体与皮带间动摩擦因数,(,取,g,10m/s,2,）,物体从,A,运动到,皮带对物体所做功是多少,?,物体从,A,运动到,B,共需多少时间,?,在这段时间内电动机对运输机所做功是多少,?,A,B,解析,:,首先判断总体运动状态,第一阶段,物块匀加速运动,a=gcos,gsin=2.5,传送带运行距离,第49页,专题训练,A,B,第50页,质量为,m,物体从离传送带高为,H,处沿光滑圆弧轨道下滑,水平进入长为,L,静止传送带落在水平地面,Q,点,已知物体与传送带间动摩擦因数为,则当传送带转动时,物体仍以上述方式滑下,将落在,Q,点左边还是右边,?,Q,P,H,h,L,练习,3,当传送带速度 时,物体仍将落在,Q,点,;,当传送带速度 时,物体将落在,Q,点右边,.,答案,第51页,摩擦力乘皮带相对地面位移为总功。摩擦力乘相对位移为热量。摩擦力乘物体相对地面位移为皮带（电机）对物体所做功。,第52页,