专题 传送带模型(课件)-高中物理课件（人教版必修第一册）

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册全册综合优秀ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了知识梳理，水平传送带倾斜传送带，传送带的分类，分类传送带模型，模型一水平传送带，2若v1v0，模型二倾斜传送带，BCD等内容，欢迎下载使用。
1、求：在传送带上的运动时间2、求：离开传送带时的速度3、求：物体的相对位移（划痕）4、与传送带相关的图像问题
5、摩擦力对物块做的功6、传送带运送物体时多消耗的能量（热量）
1、受力分析是关键：特别是摩擦力分析；2、分情况讨论判断： 水平和倾斜、速度方向关系及大小关系等；3、运动分析是核心：“共速” 是转折点； 一起匀速？匀加速？还是匀减速？带够不够长？4、分清对地位移和相对位移；5、掌握基本模型和常用结论：如斜面倾角θ 与动摩擦因数关系等（即μ和tanθ关系）
按放置分: 水平、倾斜；按转向分：顺时针、逆时针
情景一：无初速的滑块在水平传送带上的运动分析
情景二：与传送带具有同向速度的滑块在水平传送带上的运动分析
情景三：与传送带具有反向速度的滑块在水平传送带上的运动分析
情景一：无初速度的滑块在倾斜传送带上由底端向顶端运动的情况分析
情景二：无初速度的滑块在倾斜传送带上由顶端向底端运动的情况分析
情景三：与传送带具有同向速度的滑块在倾斜传送带上的运动情况分析
情景四：与传送带具有反向速度的滑块在倾斜传送带上的运动情况分析
【模型1】如图所示,传送带从A到B长度为L,传送带以v0的速率顺时针转动.在传送带上端A无初速地放一个质量为m的物体,它与传送带间的动摩擦因数为μ,试分析滑块在传送带上的运动情况.
无初速度的滑块在水平传送带上的运动情况分析
注意：滑块在传送带上加速获得的最大速度不大于传送带的速度。
【模型1】如图所示,传送带从A到B长度为L,传送带以v0的速率顺时针转动.一个质量为m的滑块从A端以速度v1滑上传送带,它与传送带间的动摩擦因数为μ,试分析滑块在传送带上的运动情况.
与传送带具有同向速度的滑块在水平传送带上的运动分析
讨论:(1)若v1μmgcs θ，即μ〈tanθ，则物体将继续加速，但加速度大小已改变；若mgsin θ≤μmgcs θ，即μ≥tanθ，则物体与传送带一起匀速运动。 (2)物体沿传送带向上传送时，必有μmgcs θ>mgsin θ，即μ＞tanθ且物体加速到与传送带同速后，一起与传送带匀速上升。
【问题二】分析无初速度的滑块在倾斜传送带上由底端向顶端运动的时间.
【模型2】如图所示,传送带与水平面夹角为θ,从A到B长度为L,传送带以v0的速率顺时针转动.在传送带A端无初速地放一个质量为m的物体,它与传送带间的动摩擦因数为μ，求物体从A运动到B需要的时间.
物体从A运动到B一直做匀加速，故加速时间为:
【讨论三】传送带“足够长”(物体到B前,速度等于传送带的速度,之后由于受静摩擦力而做匀速运动)
【问题三】分析无初速度的滑块在倾斜传送带上由顶端向底端运动的时间.
【模型2】如图所示,传送带与水平面夹角为θ,从A到B长度为L,传送带以v0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的物体,它与传送带间的动摩擦因数为μ，求物体从A运动到B需要的时间.
【讨论三】传送带“足够长”(物体到B前,速度等于传送带的速度,之后,有可能由于受静摩擦力而做匀速运动,也可能做另外的匀加速运动)
滑块从A运动到与传送带同速过程，加速度为：
当滑块与传送带同速时，若μ＜tanθ，则滑块继续沿传送带向下做加速运动，其加速度为：
则滑块在传送带上总的运动时间为：
当滑块与传送带同速时，若μ＞tanθ，则滑动摩擦力突变为静摩擦力，此后滑块沿传送带向下做匀速运动。
如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ＜tan θ，则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是(　 　)．
如图所示，传送带不动时，物体由皮带顶端A从静止开始下滑到皮带底端B所用的时间为t ，则：（ ）A. 当皮带向上运动时，物块由A 滑到B 的时间一定大于t B. 当皮带向上运动时，物块由A 滑到B 的时间一定等于t C. 当皮带向下运动时，物块由A 滑到B 的时间可能等于t D. 当皮带向下运动时，物块由A 滑到B 的时间可能小于t
【例9】如图所示，工厂利用皮带传输机把货物从地面运送到平台Ｃ上，平台离地面的高度一定，运输机的皮带以一定的速度顺时针转动且不打滑。将货物轻放在Ａ处，货物随皮带到达平台，货物在皮带上相对滑动时会留下一定长度的痕迹。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若皮带的倾角、运行速度和货物质量都可以改变，则下列说法正确的是（　　）
A．货物到达平台的速度一定等于皮带的运行速度B．当皮带的倾角一定时，增大皮带的运行速度，运送时间可能不变C．当皮带的倾角和运行速度一定时，货物质量越小，皮带上留下的痕迹越短D．当皮带的倾角和运行速度一定时，货物质量越大，皮带上摩擦产生的热量越多
【解析】：若运输机的皮带较短，货物在传送带上一直做匀加速运动，到达平台Ｃ时还末与传送带共速，这时货物的末速度小于皮带的运行速度，故选项Ａ错误；货物在传送带上做匀加速运动时，根据牛顿第二定律有：μmgcsθ-mgsinθ=ma，可得货物的加速度为：a=μgcsθ-gsinθ，当皮带的倾角一定时，货物运动的加速度不变，皮带的长度也不变，增大皮带的运行速度，由于货物的运动情况末知，因此货物到达平台时的末速度也末知，则运送时间可能不变，故选项Ｂ正确；传送带的对地位移为： ，货物的对地位移为： ，皮带上留下的痕迹长度为： ， ，因此，当倾角θ和速度v一定时，不论货物质量m的大小是多少，皮带上留下的痕迹不变，故选项C错误；皮带上摩擦产生的热量 ，当倾角θ和速度v一定时，加速度不变，货物质量m越大，皮带上摩擦产生的热越多，故选项D正确。故选BD．
（1）求物体刚放在A点的加速度（2）物体从A到B约需多长时间（3）小物块相对于传送带运动时，会在传送带上留下痕迹。求小物块在传送带上留下的痕迹长度。
【模型2】如图所示,传送带与水平面夹角为θ,从A到B长度为L,传送带以v0的速率顺（逆）时针转动.在传送带上A端无初速地放一个质量为m的物体,它与传送带间的动摩擦因数为μ，求物体从A运动到B需要的时间.
与传送带具有同向速度的滑块在倾斜传送带上的运动情况分析
【情景三】与传送带具有同向速度的滑块在倾斜传送带上的运动分析(v1v0)
与传送带具有反向速度的滑块在倾斜传送带上的运动情况分析
1、当μ＜tanθ时，不管传送带的长度如何，滑块在传送带上一直加速。
2、当μ＝tanθ时，不管传送带的长度如何，滑块在传送带上一直匀速。
3、当μ＞tanθ时，分下表三种情况讨论。
【情景四】与传送带具有反向速度的滑块在倾斜传送带上的运动分析
分析处理传送带问题时需要特别注意两点：一是对物体在初态时所受滑动摩擦力的方向的分析；二是对物体在达到传送带的速度时摩擦力的有无及方向的分析．
[总结提升]求解传送带问题应注意以下几点：1.在确定研究对象并进行受力分析后，首先判定摩擦力突变点（含大小和方向），给运动分段，而突变点一定发生在物体速度与传送带速度相同的时刻。物体在传送带上运动的极值点也都发生在物体速度与传送带速度相同时刻。 与 相同的时刻是运动分段的关键点，也是解题的突破口。2.在倾斜传送带上需根据mgsinθ与 的大小和方向，来确定物体的运动情况。3.考虑传送带长度，判断物体与传送带共速之前是否滑出，物体与传送带共速以后是否一定与传送带保持相对静止。
★★★例．如图所示，传送带与地面夹角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)煤块从A运动到B的时间；(2)煤块从A到B的过程中传送带上形成黑色痕迹的长度。
【答案】 (1)1.5 s　(2)5 m【解析】试题分析：1）煤块刚放上时，受到向下的摩擦力a1=g（sinθ+μcsθ）=10m/s2t1=v0/a1x1= a1t21/2达到v0后，受到向上的摩擦力a2=g（sinθ-μcsθ）=2m/s2x2=L-x1=5.25mx2=v0t2+at2/2t2=0.5s将煤块从A到B的时间为t=t1+t2=1.5s（2）第一过程划痕长Δx1=v0t1-a1t12/2=5m第二过程划痕长Δx2=x2-v0t2=0.25mΔx1与Δx2部分重合划痕总长5m
物体在斜置匀速运行的传送带上 运动情况分析
1、当mgsinθ≤μmgcsθ（μ≥tanθ）时：物体可以相对传送带静止，（皮带足够长）可能先加速后匀速或先加速后匀速， a由不为零变为零，当mgsinθ≥μmgcsθ（ μ≤tanθ）时：物体不能相对传送带静止，a一定不为零，而且方向沿斜面向下2、由v物≠v带变为v物=v带的时刻，摩擦力发生突变（1）μ ≥ tanθ：由滑动摩擦变为静摩擦（2）μ ≤ tanθ：滑动摩擦力的方向发生改变