資源簡介

(共35張PPT)
第三章
運動與力的關系
專題突破六　動力學中三種典型物理模型
1.了解“光滑斜面”模型的受力和運動特征,能夠利用模型解決實際問題。2.能夠正確分析“傳送帶”模型中物體的受力及運動情況,并能利用模型解決實際問題。3.能夠正確分析“滑塊-木板”模型中滑塊和木板的受力及運動情況,并能利用模型解決實際問題。
物體在光滑斜面由靜止下滑,做勻加速直線運動,若斜面傾角為θ,其加速度為gsin θ。“光滑斜面”模型可分為等高斜面和同底斜面,等時圓模型是光滑斜面模型的衍生模型。
題型1　“光滑斜面”模型

【典例1】　如圖所示,一物體分別從高度相同、傾角不同的三個光滑斜面頂端由靜止開始下滑。下列說法正確的是(　　)
A.滑到底端時的速度相同
B.滑到底端所用的時間相同
C.在傾角為30°的斜面上滑行的時間最短
D.在傾角為60°的斜面上滑行的時間最短

答案　D

【典例2】　一間新房即將建成,現要封頂,若要求下雨時落至房頂的雨滴能最快地淌離房頂(假設雨滴沿房頂下淌時做無初速度、無摩擦的運動),則必須要設計好房頂的高度,下列四種情況中最符合要求的是(　　)

答案　C

【典例3】　如圖所示,ab、cd是豎直平面內兩根固定的光滑細桿, a、b、c、d位于同一圓周上,b點為圓周的最低點,c點為圓周的最高點,若每根桿上都套著一個小滑環(圖中未畫出),將兩滑環同時從a、c處由靜止釋放,用t1、t2分別表示滑環從a到b、從c到d所用的時間,則(　　)
A.t1=t2 B.t1>t2
C.t1
答案　A
傳送帶是生產生活中常用的一種工具,高中物理中對實際的傳送帶進行了抽象化處理,一般認為傳送帶的運動不受滑塊的影響。傳送帶模型中要注意摩擦力的突變,這種突變發生在v物與v帶相同的時刻,對于傾斜傳送帶模型還要分析mgsin θ與Ff的大小與方向。突變有三種:(1)滑動摩擦力消失;(2)滑動摩擦力突變為靜摩擦力;(3)滑動摩擦力改變方向。
題型2　“傳送帶”模型
考向1　水平傳送帶模型
項目 圖示 運動情況 判斷方法
情景1 可能一直加速,也可能先加速后勻速
情景2 當v0>v時,可能一直減速,也可能先減速再勻速;當v0情景3 傳送帶較短時,滑塊一直減速達到左端;傳送帶較長時,滑塊還要被傳送帶傳回右端
【典例4】　(多選)如圖所示,水平傳送帶A、B兩端相距x=4 m,以v0= 4 m/s的速度(始終保持不變)順時針運轉,今將一小煤塊(可視為質點)無初速度地輕放在A端,由于煤塊與傳送帶之間有相對滑動,會在傳送帶上留下劃痕。已知煤塊與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.4,重力加速度大小g取10 m/s2,則煤塊從A運動到B的過程中(　　)
A.煤塊從A運動到B的時間是2.25 s
B.煤塊從A運動到B的時間是1.5 s
C.劃痕長度是0.5 m
D.劃痕長度是2 m

答案　BD
考向2　傾斜傳送帶模型
【典例5】　(20分)如圖所示,傾角為37°,長為l=16 m的傳送帶,轉動速度為v=10 m/s,在傳送帶頂端A處無初速度釋放一個質量為m=0.5 kg的物體,已知物體與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.5,g取10 m/s2。求: (sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1)傳送帶順時針轉動時,物體從頂端A滑到底端B的時間;
(2)傳送帶逆時針轉動時,物體從頂端A滑到底端B的時間。
考向3　傳送帶模型中的圖像問題
【典例6】　(多選)如圖甲所示的水平傳送帶AB逆時針勻速轉動,一物塊沿曲面從一定高度處由靜止開始下滑,以某一初速度從傳送帶左端滑上,在傳送帶上由速度傳感器記錄下物塊速度隨時間的變化關系如圖乙所示(圖中取向左為正方向,以物塊剛滑上傳送帶時為計時起點)。已知傳送帶的速度保持不變,重力加速度g取10 m/s2。關于物塊與傳送帶間的動摩擦因數μ及物塊在傳送帶上運動第一次回到傳送帶左端的時間t,下列計算結果正確的是(　　)
A.μ=0.4 B.μ=0.2 C.t=4.5 s D.t=3 s

答案　BC
1.四種常見類型。
題型3　“滑塊-木板”模型
典型圖例 初始條件 終了可能狀態
無外力 作用 (1)滑塊靜止。 (2)木板初速度為v (1)滑塊停在木板上某位置。
(2)滑塊恰好沒有滑離木板。
(3)滑塊滑離木板
(1)滑塊初速度為v。 (2)木板靜止 有外力 作用 (1)滑塊、木板均靜止。 (2)外力F作用在木板上 (1)滑塊、木板均靜止。 (2)外力F作用在滑塊上 2.分析滑塊-木板模型時要抓住一個轉折和兩個關聯。
考向1　無外力作用的“滑塊-木板”模型
【典例7】　如圖所示,一質量M=2 kg的長木板靜止在水平地面上,某時刻一質量m=1 kg的小鐵塊以速度v=9 m/s從長木板的右端滑上長木板。已知木板與地面間的動摩擦因數μ1=0.1,鐵塊與木板間的動摩擦因數μ2=0.5,重力加速度g=10 m/s2,木板足夠長,求:
(1)鐵塊相對木板滑動時,鐵塊和木板各自的加速度大小;
(2)木板在水平地面上滑行的總路程。
解析　(1)鐵塊相對木板滑動時,設長木板的加速度大小為a1,鐵塊的加速度大小為a2,由牛頓第二定律,對于鐵塊可得Ff2=μ2mg=ma2,
對于長木板Ff2-Ff1=Ma1,
Ff1=μ1(M+m)g,
解得a1=1 m/s2,a2=5 m/s2。
(2)設鐵塊和長木板相對運動的時間為t,則
v-a2t=a1t,
解得t=1.5 s,

解得x2=1.125 m。
故木板在地面上滑行的總路程x=x1+x2=2.25 m。
答案　(1)1 m/s2　5 m/s2　(2)2.25 m
考向2　有外力作用的“滑塊-木板”模型
【典例8】　 如圖所示,質量M=1 kg的木板A靜止在水平地面上,在木板的左端放置一個質量m=1 kg的鐵塊B(大小可忽略),鐵塊與木板間的動摩擦因數μ1=0.3,木板長L=1 m,用F=5 N的水平恒力作用在鐵塊上,設鐵塊B與木板A間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10 m/s2。
(1)若水平地面光滑,計算說明鐵塊與木板間是否會發生相對滑動。
(2)若木板與水平地面間的動摩擦因數μ2=0.1,求鐵塊運動到木板右端所用的時間。
解析　(1)A、B之間的最大靜摩擦力為
Ffm=μ1mg=0.3×1×10 N=3 N,
假設A、B之間不發生相對滑動,
對A、B整體:F=(M+m)a,
對A:FfAB=Ma,
解得FfAB=2.5 N,
因FfAB

展開更多......

收起↑