2019届二轮复习微专题1动力学两大模型——“传送带模型”和“板—块”模型学案.docx

核心素养微专题1A回［学回［维 动力学两大模型一一“传送带模型”和“板一块”模型 授课提示：对应学生用书第11页［专题概述］ “传送带”模型和“板一块”模型是近几年高考命题的热点，如2015年全国卷IT25、全国卷IIT25、2017年全国卷IIIT25，都是以“板一块”模型为素材的问题.两类模型涉及弹力及摩擦力的分析判断与计算、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、动量、能量等主干知识，具有条件隐蔽、过程复杂等特点，既能训练学生的科学思维，又能联系科学、生产和生活实际，是很好的能力考查类题目的命题背景. 模型一：“传送带”模型 ［示例1］某工厂为实现自动传送工件设计了如图所示的传送装置，它由一个水平传送带AB和倾斜传送带CD组成，水平传送带长度Lab=4m，倾斜传送带长度LCD=4.45m，倾角为。=37°，AB和CD通过一段极短的光滑圆弧板过渡，AB传送带以乌=5m/s的恒定速率顺时针运转，C。传送带静止.已知工件与传送带间的动摩擦因数均为《=0.5,重力加速度g取10m/s2.现将一个工件(可看作质点)无初速度地放在水平传送带最左端A点处，求： 工件被第一次传送到CD传送带沿传送带上升的最大高度和所用的总时间； 要使工件恰好被传送到CD传送带最上端，CD传送带沿顺时针方向运转的速度v的大小(V2VV］). ［思路探究］(1)工件在水平传送带上运动时受到哪几个力作用？工件在水平传送带上做什么运动？ 工件到达B点的速度是多大？ 工件在倾斜传送带上运动时受到哪几个力作用？ 工件在倾斜传送带上做什么运动？如何理解第(2)问中“恰好”？ ［解析］(1)工件刚放在传送带AB上时，在摩擦力作用下做匀加速运动，设其加速度大小为气，速度增加到v1时所用时间为'，位移大小为％，受力分析如Fn,图甲所示，则尸ni=mg0土 Ff1=^FN1=mai联立解得a1=5m/s2. 由运动学公式有t=乌=?s=1s1a15 %=2"舌=2X5X12m=2.5m由于x<LB，工件随后在传送带AB上做匀速直线运动到B端，则匀速运动的时间为t2『=0.3s 1 工件滑上CD传送带后在重力和滑动摩擦力作用下做匀减速运动，设其加速度大小为a2，速度减小到零时所用时间为t3,位移大小为x2，受力分析如图乙所示，则FN2=mgcos0 mgsin0+?FN2=ma20—v2 由运动学公式有x=—L2—2a2 联立解得a2=10m/s2，x2=1.25m 工件沿CD传送带上升的最大高度为p%sin0=L25X0.6m=0.75m0—v. 沿CD上升的时间为t3=二■^nO.Ss 故总时间为t=t］+t2+t3=1.8s. (2)CD传送带以速度v2向上传送时，当工件的速度大于v2时擦力沿传送带向下，加速度大小仍为a2；当工件的速度小于v2时擦力沿传送带向上，受力分析图如图丙所示，设其加速度大小为a3由运动学公式和牛顿运动定律可得过程的位移大小分别为x3和x4~2a2x3=v2~v2mgsin0—^FN2=ma3—2a3x4=0—v2Lcd=X3+x4解得v2=4m/s. ［答案］(1)0.75m1.8s滑动摩滑动摩，两个(2)4m/s［规律总结］传送带问题的“三点说明” (1)传送带问题的实质是相对运动问题，物体与传送带间的相对运动方向决定摩擦力的方向.因此，明确物体与传送带间的相对运动方向是解决该问题的关键. （2）传送带问题还常常涉及临界问题，即物体与传送带速度相同，这时会出现摩擦力改变的临界状态，具体如何改变根据具体情况判断. （3）分析求解此类问题的思路尸、根据。物、。带的大小和方向关系判断物体所受摩但力情况分析）一擦力的大水和方向，注意摩擦力的大小和方向在”物带时易发生突变 后根据％、哄的大小和方向的关系及物体所受吁情况竺一摩擦力情况判断物体的运动规律 厂―物体和传送带组成系统满足^E=^Ek+^Ep+Q,您竺竺丹其中。顼?财［应用提升练］ 如图所示，水平传送带静止不动，质量为1kg的小物体以4m/s的（匚一水平初速度滑上传送带的左端，最终以2m/s的速度从传送带的右端滑下.如果令传送带逆时针方向匀速转动，小物体仍然以4m/s的水平初速度滑上传送带的左端，则小物体离开传送带时（） 速度小于2m/s 速度等于2m/s 速度大于2m/s 不能到达传送带右端 解析：当传送带不动时，物体受到向左的滑动摩擦力，在传送带上向右做匀减速运动，最终离开传送带.当传送带逆时针转动时，物体仍然相对传送带向右运动，所以受到的摩擦力仍然向左，与传送带静止时比较，受力情况完全相同，运动情况一致，最后从传送带离开时速度仍然是2m/s.本题正确答案为B. 答案：B 如图所示为粮袋的传送装置，已知A、B间长度为L，传送带与水平方向的夹角为0，工作时其运行速度为v粮袋与传送带间的动摩擦因数为用