人教版高中物理必修第一册第四章素养提升课(六)传送带模型和板—块模型课件+学案

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素养提升课(六)　传送带模型和板－块模型第四章　运动和力的关系1．知道传送带模型的特点，掌握应用动力学角度解决传送带模型的方法。2．知道板－块模型的特点，掌握应用动力学角度解决板－块模型的方法。探究1　传送带模型1．传送带模型分类传送带模型按放置方向分为水平传送带和倾斜传送带两种，如图所示。探究重构·关键能力达成2．水平传送带(1)当水平传送带传送物体时，应特别注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化。摩擦力的突变，常常导致物体的受力情况和运动性质的突变。(2)滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间，因此两物体的速度达到相同时，滑动摩擦力突变为零。3．倾斜传送带(1)当传送带倾斜时，除了要注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化外，还要注意物体与传送带之间的动摩擦因数μ和传送带倾斜角度θ对受力的影响，从而正确判断物体的速度和传送带速度相等时物体的运动性质。(2)倾斜传送带问题的两种类型。(物体从静止开始，传送带匀速运动且足够长)。命题角度1　水平传送带模型【典例1】　如图所示，水平传送带以不变的速度v＝10 m/s向右运动，将工件(可视为质点)轻轻放在传送带的左端，由于摩擦力的作用，工件做匀加速运动，经过时间t＝2 s，速度达到v；再经过时间t′＝4 s，工件到达传送带的右端，g取10 m/s2，求：(1)工件在水平传送带上滑动时的加速度的大小；(2)工件与水平传送带间的动摩擦因数；(3)传送带的长度。 [答案]　(1)5 m/s2　(2)0.5　(3)50 m命题角度2　倾斜传送带模型【典例2】　如图所示，传送带与水平地面夹角θ＝37°，从A到B长度为L＝10.25 m，传送带以v0＝10 m/s的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速地放一个质量为m＝0.5 kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5。煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知sin 37°＝0.6，g＝10 m/s2，求：(1)当煤块与传送带速度相等时，它们能否相对静止；(2)煤块从A到B的时间。  [答案]　(1)不能　(2)1.5 s规律方法　传送带模型的求解思路[跟进训练]1．如图所示，一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行。现将一个木炭包无初速度地放在传送带的最左端，木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹。下列说法中正确的是(　　)A．黑色的径迹将出现在木炭包的左侧B．木炭包的质量越大，径迹的长度越短C．传送带运动的速度越大，径迹的长度越短D．木炭包与传送带间动摩擦因数越大，径迹的长度越短√  √√ 探究2　板－块模型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，两物体的运动时间、速度、位移间有一定的关系。2．滑块－滑板模型的三个基本关系【典例3】　如图所示，质量M＝8 kg的长木板放在光滑的水平面上，在长木板左端加一水平恒定推力F＝8 N，当长木板向右运动的速度达到1.5 m/s时，在长木板前端轻轻地放上一个大小不计、质量为m＝2 kg的小物块，物块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.2，长木板足够长。(g取10 m/s2)(1)小物块放在长木板上后，小物块及长木板的加速度各为多大；(2)经多长时间两者达到相同的速度；(3)从小物块放在长木板上开始，经过t＝1.5 s小物块的位移大小为多少。[思路点拨]　解此题注意以下三点：(1)“长木板足够长”说明小物块不会滑出木板。(2)判断“两者达到相同的速度”后小物块的运动情况。(3)明确“从小物块放在长木板上开始，经过t＝1.5 s”内小物块的运动情况。 [答案]　(1)2 m/s2　0.5 m/s2　(2)1 s　(3)2.1 m规律方法　解决板－块模型的思维方法[跟进训练]3．如图所示，物块A、木板B的质量均为m＝10 kg，不计A的大小，木板B长L＝3 m。开始时A、B均静止。现使A以水平初速度v0从B的最左端开始运动。已知A与B、B与水平面之间的动摩擦因数分别为μ1＝0.3和μ2＝0.1，g取10 m/s2。(1)求物块A和木板B运动过程中的加速度的大小；(2)若A刚好没有从B上滑下来，求A的初速度v0的大小。   一、选择题1．如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到水平向右的拉力F的作用向右滑行，但长木板保持静止不动。已知木块与长木板之间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面之间的动摩擦因数为μ2，下列说法正确的是(　　)A．长木板受到地面的摩擦力的大小一定为μ1MgB．长木板受到地面的摩擦力的大小一定为μ2(m＋M)gC．只要拉力F增大到足够大，长木板一定会与地面发生相对滑动D．无论拉力F增加到多大，长木板都不会与地面发生相对滑动题号素养提升练(六)　传送带模型和板－块模型35246879√1D　[对M分析，在水平方向受到m对M的摩擦力和地面对M的摩擦力，两个力平衡，则地面对木板的摩擦力Ff＝μ1mg，选项A、B错误；无论F大小如何，m在M上滑动时，m对M的摩擦力大小不变，M在水平方向上仍然受到两个摩擦力处于平衡，不可能运动，选项C错误，D正确。]题号3524687912．(多选)如图所示，一足够长的水平传送带以恒定的速度向右传动。将一物体轻轻放在传送带的左端，以v、a、x、Ff表示物体速度大小、加速度大小、位移大小和所受摩擦力的大小。下列选项正确的是(　　)题号234568791A　　　　B　　　　　C　　　　　DAB　[物体在传送带上先做匀加速运动，当达到共同速度后再做匀速运动，故A、B正确。]√√3．(多选)用如图甲所示的传送带把货物运送到一定高度，货物的速度大小随时间变化的关系如图乙所示。已知传送带的倾角θ＝30°，传送带顺时针转动速度不变，重力加速度大小g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)A．传送带的速度大小为2 m/sB．货物在传送带上留下的划痕为4 mC．货物与传送带间的动摩擦因数为0.8D．货物受到传送带的滑动摩擦力与静摩擦力大小之比为6∶5题号32456879√1√ 题号3245687914．如图所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC两部分组成，且AB＝BC。小物块P(可视为质点)以某一初速度从A点滑上桌面，最后恰好停在C点，已知物块经过AB与BC两部分的时间之比为1∶4，则物块P与桌面上AB、BC部分之间的动摩擦因数μ1、μ2之比为(物块P在AB、BC上所做两段运动均可看作匀变速直线运动)(　　)A．1∶4　　B．8∶1　　C．1∶1　　D．4∶1题号42356879√1 题号423568791 题号24536879√1√√ 题号2453687916．(多选)如图甲所示，光滑水平面上静置一个薄长木板，长木板上表面粗糙，其质量为M，t＝0时刻质量为m的物块以水平速度v滑上长木板，此后木板与物块运动的v-t图像如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)A．M＝mB．M＝2mC．木板的长度为8 mD．木板与物块间的动摩擦因数为0.1题号24536879√1√ 题号245368791 题号245376891√√ 题号245376891 题号245386791[解析]　(1)小物块在长木板上滑动时受到的沿木板的滑动摩擦力大小为f＝μmg cos θ＝7.5 N由牛顿第二定律，对小物块有f＋mg sin θ＝ma1代入数据得a1＝12.5 m/s2对长木板，由牛顿第二定律有Mg sin θ－f＝Ma2代入数据得a2＝2.5 m/s2。题号245386791 题号245386791[答案]　(1)2.5 m/s2　12.5 m/s2　(2)10 m9．如图所示传送带水平部分AB＝2 m，倾斜部分BC＝4 m且与水平面夹角为α＝37°，小物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.25。传送带沿顺时针方向以 2 m/s 的速率转动。若将物块放在A处，它将从静止开始被传送带送到C处(物块始终不离开传送带)，求：(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(1)小物块从A到B所用时间；(2)小物块从B到C所用时间。题号924538671 题号924538671 题号924538671[答案]　(1)1.4 s　(2)1 s