2022-2023学年新教材高中物理 第四章 运动和力的关系 拓展课四 动力学中的传送带模型和板块模型学案 新人教版必修第一册.docx

1、拓展课四动力学中的传送带模型和板块模型1.会对传送带上的物体进行受力分析，掌握传送带模型的一般分析方法.2.能正确解答传送带上的物体的运动问题.3.建立板块模型的分析方法.4.能运用牛顿运动定律处理板块问题关键能力合作探究突出综合性素养形成模型一传送带模型归纳总结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，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，速度相等前后对摩擦力的分析是解题的关键典例示范例1 如

2、图为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB始终保持v1m/s的恒定速度运行，一质量为m4kg的行李无初速的放在A处已知该行李与传送带间的动摩擦因数0.1，A、B间的距离l2m，g取10m/s2，求行李从A运送到B所用的时间t.例2 某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上，传送带与地面的夹角37，传送带两端A、B之间的长度L11m，传送带以v2m/s的恒定速度向上运动在传送带底端A轻轻放上一质量m2kg的货物，货物与传送带间的动摩擦因数0.8.求货物从A端运送到B端所需的时间(取g10ms2，sin370.6，cos370.8)针对训练12022江苏吴江汾湖高级中学月考机场使用

3、的货物安检装置如图所示，绷紧的传送带始终保持v2m/s的恒定速率运动，AB为传送带水平部分且长度L9m，现有一质量为m1kg的背包(可视为质点)无初速度地放在水平传送带的A端，可从B端沿斜面滑到地面已知背包与传送带间的动摩擦因数0.2，g10ms2，下列说法正确的是()A背包从A运动到B所用的时间为5sB背包从A运动到B所用的时间为3sC背包与传送带之间的相对位移为8mD背包与传送带之间的相对位移为10m模型二板块模型归纳总结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

4、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)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，若滑块和木板同向运动，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；若滑块和木板相向运动，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特别注意：运动学公式中的位移都是对地位移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

5、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典例示范例3 长为1.0m的长木板B静止放在水平冰面上，小物块A以某一初速度从长木板B的左端冲上长木板B，直到A、B的速度达到相同，大小为v0.4m/s.再经过t00.4s的时间A、B一起在水平冰面上滑行了一段距离后停在冰面上若小物块A可视为质点，它与长木板B的质量相同，A、B间的动摩擦因数10.25.(g取10m/s2)求：(1)长木板与冰面间的动摩擦因数；(2)小物块相对长木板滑行的距离教你解决问题读题提取信息画运动示意图针对训练2物块与木板间有摩擦，木板与地面间无摩擦质量M3kg的长木板放在光滑的水平

6、面上，在水平拉力F11N作用下由静止开始向右运动，如图所示当速度达到v01m/s时，将可视为质点的质量m4kg的物块轻轻放到木板的右端已知物块与木板间动摩擦因数0.2.(g取10m/s2)求：(1)物块刚放在木板上时，物块和木板的加速度大小；(2)木板至少多长，物块才能与木板最终保持相对静止；(3)物块与木板相对静止后物块受到的摩擦力大小拓展课四动力学中的传送带模型和板块模型关键能力合作探究模型一【例1】【解析】行李轻放在传送带上，开始是静止的，行李受滑动摩擦力而向右运动，设此时行李的加速度为a，由牛顿第二定律得mgma，解得a1.0 m/s2.设行李从速度为零运动至速度为1 m/s所用的时间

7、为t1，所通过的位移为s1，则vat1，s112at12，解得t11 s，s10.5 m.行李速度达到1 m/s后与皮带保持相对静止，一起做匀速运动，设所用时间为t2，则t2ls1v1.5 s，所以行李从A运送到B所用时间为tt1t22.5 s.【答案】2.5 s【例2】【解析】货物放在传送带上，开始相对传送带向下运动，故所受滑动摩擦力的方向沿传送带向上货物由静止开始做初速度为0的匀加速直线运动以货物为研究对象，由牛顿第二定律得mg cos 37mg sin 37ma解得a0.4 m/s2货物匀加速直线运动的时间t1va5 s货物匀加速直线运动的位移x112at125 mmg sin 37故此

8、后货物随传送带一起向上做匀速运动，运动的位移x2Lx16 m匀速运动的时间t2x2v3 s货物从A到B所需的时间tt1t28 s.【答案】8 s针对训练1解析：背包放在水平传送带上后，由滑动摩擦力产生加速度，由牛顿第二定律得mgma，可得a2 m/s2，背包达到传送带的速度v2m/s所用时间为t1va22 s1 s，此过程背包位移为x1v2t11 m9 m，共速后背包与传送带相对静止，没有相对位移，所以背包对于传送带的相对位移xvt1x121 m1 m1 m，背包匀速运动的时间为t2Lx1v912s4 s，所以背包从A运动到B所用的时间为tt1t25 s，故A项正确答案：A模型二【例3】【解析

9、】(1)设长木板与冰面间的动摩擦因数为2，A、B一起运动时，根据牛顿第二定律有：22mg2ma又知vat0解得20.1.(2)共速前，对A有：加速度大小a11g2.5 m/s2对B有：1mg22mgma2，加速度大小a20.5 m/s2则知相对运动的时间tva20.8 s小物块A的初速度v0va1t2.4 m/s则相对位移xv0t12a1t212a2t2代入数据解得：x0.96 m.【答案】(1)0.1(2)0.96 m针对训练2解析：(1)放上物块后，物块的加速度a1mgmg2 m/s2木板的加速度a2FmgM1 m/s2.(2)当物块与木板的速度相等后保持相对静止，则a1tv0a2t解得相对运动的时间t1 s1 s内木板位移x1v0t12a2t21.5 m物块位移x212a1t21 m所以木板长度至少为Lx1x20.5 m.(3)相对静止后，对整体F(Mm)a对物块Ffma联立解得摩擦力Ff6.29 N.答案：(1)2 m/s21 m/s2(2)0.5 m(3)6.29 N