創(chuàng)新設計2018版高考物理大一輪復習第三章牛頓運動定律能力課2動力學中的典型“模型”課件

1、能力課2　動力學中的典型“模型”,傳送帶模型,1．傳送帶的基本類型(1)按放置可分為：水平(如圖a)、傾斜(如圖b，圖c)、水平與傾斜組合；(2)按轉向可分為：順時針、逆時針。,2．傳送帶的基本問題(1)運動學問題：運動時間、痕跡問題、運動圖象問題(運動學的角度分析)；(2)動力學問題：物塊速度和加速度、相對位移，運動時間(動力學角度分析)；(3)功和能問題：做功，能量轉化(第五章講)。,,圖1,(1)若傳送帶靜止不

2、動，求vB；(2)若傳送帶順時針轉動，工件還能到達B端嗎？若不能，說明理由；若能，求到達B點的速度vB；,(3)若傳送帶以v＝13 m/s逆時針勻速轉動，求vB及工件由A到B所用的時間。,答案　(1)2 m/s　(2)能，2 m/s　(3)13 m/s　0.67 s,,1．求解水平傳送帶問題的關鍵(1)正確分析物體所受摩擦力的方向。(2)注意轉折點：物體的速度與傳送帶速度相等的時刻是物體所受摩擦力發(fā)生突變的時刻。2．處理此類

3、問題的一般流程弄清初始條件?判斷相對運動?判斷滑動摩擦力的大小和方向?分析物體受到的合外力及加速度的大小和方向?由物體的速度變化分析相對運動?進一步確定以后的受力及運動情況。,方法技巧,,,圖2,(1)傳送帶的速度大小v0；(2)傳送帶的長度L；(3)物體A、B、C與傳送帶間的動摩擦因數；(4)物體C從傳送帶左端P到右端Q所用的時間tC。解析　(1)物體A與B先做勻加速直線運動，然后做勻速直線運動，說明物體的速度與傳送帶的最

4、終速度相等，所以由圖乙、丙可知傳送帶的速度大小是4 m/s。(2)v－t圖線與t軸圍成圖形的面積表示物體的位移，所以A的位移xA＝36 m，傳送帶的長度L與A的位移相等，也是36 m。,答案　(1)4 m/s　(2)36 m　(3)0.4　0.2　0.012 5 (4)24 s,,滑塊在水平傳送帶上運動常見的3個情景,反思總結,,,圖3,答案　2.5 s,,圖4,(1)煤塊從A到B的時間；(2)煤塊從A到B的過程中傳送帶上形

5、成痕跡的長度。解析　(1)煤塊剛放上時，受到向下的摩擦力，其加速度為a1＝g(sin θ＋μcos θ)＝10 m/s2，,(2)第一過程痕跡長Δx1＝v0t1－x1＝5 m，第二過程痕跡長Δx2＝x2－v0t2＝0.25 m，Δx1與Δx2部分重合，故痕跡總長為5 m。答案　(1)1.5 s　(2)5 m,,滑塊在傾斜傳送帶上運動常見的4個情景,反思總結,,滑塊——木板模型,1．模型特點：滑塊(視為質點)置于木板上，滑塊和木

6、板均相對地面運動，且滑塊和木板在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對滑動。2．位移關系：滑塊由木板一端運動到另一端的過程中，滑塊和木板同向運動時，位移之差Δx＝x1－x2＝L(板長)；滑塊和木板反向運動時，位移之和Δx＝x2＋x1＝L。,,甲,乙圖5,,圖6,(1)物塊與木板間、木板與地面間的動摩擦因數；(2)從t＝0時刻到物塊與木板均停止運動時，物塊相對于木板的位移的大小。解析　(1)從t＝0時開始，木板與物塊之間的摩擦力使物塊加速，使

7、木板減速，此過程一直持續(xù)到物塊和木板具有共同速度為止。由圖可知，在t1＝0.5 s時，物塊和木板的速度相同。設t＝0到t＝t1時間間隔內，物塊和木板的加速度大小分別為a1和a2，則,(2)在t1時刻后，地面對木板的摩擦力阻礙木板運動，物塊與木板之間的摩擦力改變方向。設物塊與木板之間的摩擦力大小為f，物塊和木板的加速度大小分別為a1′和a2′，則由牛頓第二定律得f＝ma1′⑦2μ2mg－f＝ma2′⑧假設f＜μ1mg，則a1′＝a

8、2′由⑤⑥⑦⑧式得f＝μ2mg＞μ1mg，與假設矛盾。故f＝μ1mg⑨由⑦⑨式知，物塊加速度的大小a1′＝a1；物塊的v－t圖象如圖中點劃線所示。,答案　(1)0.20　0.30　(2)1.125 m,,“滑塊——滑板”模型問題的分析思路,規(guī)律方法,,圖7,(1)物塊剛放置在木板上時，物塊和木板的加速度分別為多大；(2)木板至少多長物塊才能與木板最終保持相對靜止；(3)物塊與木板相對靜止后物塊受到的摩擦力大小？,答案　(1)

9、2 m/s2　1 m/s2　(2)0.5 m　(3)6.29 N,(1)貨物在車廂內滑動時加速度的大小和方向；(2)制動坡床的長度。,,圖8,解析　(1)設貨物的質量為m，貨物在車廂內滑動過程中，貨物與車廂的動摩擦因數μ＝0.4，受摩擦力大小為f，加速度大小為a1，則f＋mgsin θ＝ma1①f＝μmgcos θ②聯立①②并代入數據得a1＝5 m/s2③a1的方向沿制動坡床向下。(2)設貨車的質量為M，車尾位于制動坡床底端

10、時的車速為v＝23 m/s。貨物在車廂內開始滑動到車頭距制動坡床頂端s0＝38 m 的過程中，用時為t，貨物相對制動坡床的運動距離為s1，在車廂,內滑動的距離s＝4 m，貨車的加速度大小為a2，貨車相對制動坡床的運動距離為s2。貨車受到制動坡床的阻力大小為F，F是貨車和貨物總重的k倍，k＝0.44，貨車長度l0＝12 m，制動坡床的長度為l，則,答案　(1)5 m/s2　方向沿制動坡床向下　(2)98 m,,圖9,(1)為使物塊不滑離木

11、板，求力F應滿足的條件；(2)若F＝37.5 N，物塊能否滑離木板？若不能，請說明理由；若能，求出物塊滑離木板所用的時間及滑離木板后沿斜面上升的最大距離。解析　(1)以物塊和木板整體為研究對象，由牛頓第二定律得F－(M＋m)gsin α＝(M＋m)a以物塊為研究對象，由牛頓第二定律得Ff－mgsin α＝ma又Ff≤Ffm＝μmgcos α聯立解得F≤30 N,物塊與木板的分離條件為Δx＝x1－x2＝L聯立以上各式解得

12、t＝1.2 s物塊滑離木板時的速度v＝a2t由公式－2gsin α·x＝0－v2解得x＝0.9 m答案　(1)F≤30 N　(2)能　1.2 s　0.9 m,,滑塊、木板問題的分析方法,方法技巧,1．(全國卷)如圖10所示，在光滑水平面上有一質量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等。現給木塊施加一隨時間t增大的水平力F＝kt(k是常量)，木板和木塊加速度的大

13、小分別為a1和a2。下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是(　　),,圖10,答案　A,2．(2016·廣西南寧三模)如圖11所示的傳送皮帶，其水平部分ab長度為2 m，傾斜部分bc長度為4 m，bc與水平方向的夾角為θ＝37°，將一小物塊A(可視為質點)輕輕放在傳送帶的a端，物塊A與傳送帶之間的動摩擦因數μ＝0.25。傳送帶沿圖示方向以v＝2 m/s的速度勻速運動，若物塊A始終未脫離皮帶，試求小物塊A從a端傳送到c

14、端所用時間。(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8),,圖11,答案　2.4 s,3．(2017·湖北襄陽四中、荊州中學、龍泉中學聯考)有一項“快樂向前沖”的游戲可簡化如下：如圖12所示，滑板長L＝1 m，起點A到終點線B的距離s＝5 m。開始滑板靜止，右端與A平齊，滑板左端放一可視為質點的滑塊，對滑塊施一水平恒力F使滑板前進。板右端到達B處沖線，游戲結束。已知滑塊與滑板間動