高考物理一轮总复习精品课件 第3章 牛顿运动定律 专题3 牛顿运动定律的综合应用.ppt

2.倾斜传送带(1)模型情境(2)倾斜传送带问题分析求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况,从而确定其是否受到滑动摩擦力作用。如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向,然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况。当物体速度与传送带速度相等时,物体所受的摩擦力有可能发生突变。3.传送带问题的解题思路【典例突破】典例3.如图所示,有一条沿顺时针方向匀速转动的传送带,其速度v=4m/s,传送带与水平面间的夹角为θ=37°,现将一质量m=1kg的物块轻放在其底端(物块可视为质点),与此同时,给物块施加沿传送带方向向上的恒力F=8N,经过一段时间,物块运动到了离地面高为h=2.4m的平台上。已知物块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)求物块从传送带底端运动到平台上所用的时间。(2)若在物块与传送带达到相同速度时,立即撤去恒力F,计算物块还需经过多长时间离开传送带以及离开时的速度大小(结果用根式表示)。思维点拨对物块受力分析,根据牛顿第二定律求解加速度,注意共速前后滑动摩擦力方向发生突变。对物块两个加速过程进行运动分析,注意运动参量之间的联系,以地面为参考系。明确力F撤去后,由于物块的受力情况发生变化,因此物块运动情况发生突变。解析(1)对物块受力分析可知,物块先在恒力作用下沿传送带方向向上做初速度为零的匀加速运动,直至速度与传送带的速度相同由牛顿第二定律得F+μmgcosθ-mgsinθ=ma1代入数据解得a1=6m/s2物块与传送带共速后,对物块进行受力分析可知,物块受到的摩擦力的方向改变,因为F=8N,而重力沿传送带向下的分力和最大静摩擦力之和为10N,所以物块不能相对传送带向上加速运动,物块将随传送带匀速上升(2)若共速后撤去恒力F,因为mgsinθμmgcosθ,对物块进行受力分析可知,物块将减速向上运动有mgsinθ-μmgcosθ=ma2代入数据解得a2=2m/s2经判断,物块在速度减到零之前,已经从传送带上端离开,设物块还需时间t离开传送带,离开时的速度大小为v,则由运动学公式有v2-v2=2a2(x-x1)【对点演练】5.(2023广东惠州模拟)如图甲所示,将一物块P轻轻放在水平足够长的传送带上,取向右为速度的正方向,物块P最初一段时间的速度—时间图像如图乙所示,下列描述正确的是()A.小物块一直受滑动摩擦力B.传送带做顺时针的匀速运动C.传送带做顺时针的匀加速运动D.小物块最终有可能从图甲的左端滑下传送带C解析由题图乙可知,物块先做加速运动,可以判断出物块受到向右的滑动摩擦力,此时物块相对传送带向左运动,说明传送带向右运动且速度大于物块速度;当物块P与传送带共速后,若传送带匀速运动,则物块随传送带一起匀速运动,这与v-t图像不符,说明传送带也向右加速且加速度小于物块由于受滑动摩擦力而产生的加速度,否则物块不能达到与传送带共速,共速以后物块随传送带一起做加速度较小的加速运动,选项B错误,C正确。当物块与传送带一起水平向右加速后,由于物块与传送带相对静止,物块受静摩擦力,选项A错误。物块一直向右加速,不可能从传送带左端滑下传送带,选项D错误。6.(2023广东广州期末)安检机在工作时,通过水平传送带将被检物品从安检机一端传送到另一端,其过程可简化为如图所示,传送带长为2.1m,被检物品与传送带间的动摩擦因数μ=0.3。假设传送带速度可以调节,当传送带速度调为4m/s,被检物品无初速度放到A端传送到B端的过程中(g取10m/s2,被检物品可视为质点),下列说法正确的是()A.物品先做匀加速运动后做匀速运动B.物品从A端到B端所用的时间为1.5sC.物品先受到滑动摩擦力后受到静摩擦力D.若减小传送带速度,物品传送时间可能不变D解析物品刚放在传送带上时相对传送带滑动,做初速度为零的匀加速直线运动,对物品,μmg=ma,解得a=3m/s2。假设物品可以加速到与传送带共选项B错误。全过程中,物品一直受到向右的滑动摩擦力,选项C错误。当传送带速度减小时,物品在传送带上仍可能是全程加速,在加速度和位移都不变的情况下,运动的时间也不变,选项D正确。7.(2023河北沧州一模)如图甲所示,一物块以某一初速度从倾角为α、顺时针转动的传送带底端沿传送带向上运动,其v-t图像如图乙所示。已知传送带的速度为v0,传送带足够长,物块与传送带间的动摩擦因数为μ,下列说法正确的是()A.物块的初速度小于v0B.物块与传送带间的动摩擦因数μtanαC.物块运动过程中的速度一定有等于v0的时刻D.若