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高中物理传送带问题知识难点讲解汇总.doc

高中物理传送带问题知识难点讲解汇总

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2019-02-08 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《高中物理传送带问题知识难点讲解汇总doc》,可适用于综合领域

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传送带问题一、难点形成的原因:、对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何等等这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清、对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动判断错误、对于物体在传送带上运动过程中的能量转化情况考虑不全面出现能量转化不守恒的错误过程。二、难点突破策略:()突破难点在以上三个难点中第个难点应属于易错点突破方法是先让学生正确理解摩擦力产生的条件、方向的判断方法、大小的决定因素等等。通过对不同类型题目的分析练习让学生做到准确灵活地分析摩擦力的有无、大小和方向。摩擦力的产生条件是:第一物体间相互接触、挤压第二接触面不光滑第三物体间有相对运动趋势或相对运动。前两个产生条件对于学生来说没有困难第三个条件就比较容易出问题了。若物体是轻轻地放在了匀速运动的传送带上那么物体一定要和传送带之间产生相对滑动物体和传送带一定同时受到方向相反的滑动摩擦力。关于物体所受滑动摩擦力的方向判断有两种方法:一是根据滑动摩擦力一定要阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势先判断物体相对传送带的运动方向可用假设法若无摩擦物体将停在原处则显然物体相对传送带有向后运动的趋势因此物体要受到沿传送带前进方向的摩擦力由牛顿第三定律传送带要受到向后的阻碍它运动的滑动摩擦力二是根据摩擦力产生的作用效果来分析它的方向物体只所以能由静止开始向前运动则一定受到向前的动力作用这个水平方向上的力只能由传送带提供因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力传送带必须要由电动机带动才能持续而稳定地工作电动机给传送带提供动力作用那么物体给传送带的就是阻力作用与传送带的运动方向相反。若物体是静置在传送带上与传送带一起由静止开始加速若物体与传送带之间的动摩擦因数较大加速度相对较小物体和传送带保持相对静止它们之间存在着静摩擦力物体的加速就是静摩擦力作用的结果因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力若物体与传送带之间的动摩擦因数较小加速度相对较大物体和传送带不能保持相对静止物体将跟不上传送带的运动但它相对地面仍然是向前加速运动的它们之间存在着滑动摩擦力同样物体的加速就是该摩擦力的结果因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力。若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动则它们之间无摩擦力否则物体不可能匀速运动。若物体以大于传送带的速度沿传送带运动方向滑上传送带则物体将受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用直到减速到和传送带有相同的速度、相对传送带静止为止。因此该摩擦力方向一定与物体运动方向相反。若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动一段时间后开始减速因物体速度越来越小故受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用方向与物体的运动方向相反传送带则受到与传送带运动方向相同的摩擦力作用。若传送带是倾斜方向的情况就更为复杂了因为在运动方向上物体要受重力沿斜面的下滑分力作用该力和物体运动的初速度共同决定相对运动或相对运动趋势方向。例:如图所示传送带与地面成夹角θ=°以ms的速度逆时针转动在传送带上端轻轻地放一个质量m=㎏的物体它与传送带间的动摩擦因数μ=已知传送带从A→B的长度L=m则物体从A到B需要的时间为多少?【审题】传送带沿逆时针转动与物体接触处的速度方向斜向下物体初速度为零所以物体相对传送带向上滑动(相对地面是斜向下运动的)因此受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用这样物体在沿斜面方向上所受的合力为重力的下滑分力和向下的滑动摩擦力因此物体要做匀加速运动。当物体加速到与传送带有相同速度时摩擦力情况要发生变化同速的瞬间可以看成二者间相对静止无滑动摩擦力但物体此时还受到重力的下滑分力作用因此相对于传送带有向下的运动趋势若重力的下滑分力大于物体和传送带之间的最大静摩擦力此时有μ<tanθ则物体将向下加速所受摩擦力为沿斜面向上的滑动摩擦力若重力的下滑分力小于或等于物体和传送带之间的最大静摩擦力此时有μ≥tanθ则物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动所受静摩擦力沿斜面向上大小等于重力的下滑分力。也可能出现的情况是传送带比较短物体还没有加速到与传送带同速就已经滑到了底端这样物体全过程都是受沿斜面向上的滑动摩擦力作用。【解析】物体放上传送带以后开始一段时间其运动加速度。这样的加速度只能维持到物体的速度达到ms为止其对应的时间和位移分别为:<m 以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上其加速度大小为(因为mgsinθ>μmgcosθ)。。设物体完成剩余的位移所用的时间为则m=解得:所以:。【总结】该题目的关键就是要分析好各阶段物体所受摩擦力的大小和方向若μ>第二阶段物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动若L<m物体将一直加速运动。因此在解答此类题目的过程中对这些可能出现两种结果的特殊过程都要进行判断。例:如图所示传送带与地面成夹角θ=°以ms的速度逆时针转动在传送带上端轻轻地放一个质量m=㎏的物体它与传送带间的动摩擦因数μ=已知传送带从A→B的长度L=m则物体从A到B需要的时间为多少?【审题】该题目的物理过程的前半段与例题是一样的但是到了物体和传送带有相同速度时情况就不同了经计算若物体和传送带之间的最大静摩擦力大于重力的下滑分力物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动所受静摩擦力沿斜面向上大小等于重力的下滑分力。【解析】物体放上传送带以后开始一段时间其运动加速度。这样的加速度只能维持到物体的速度达到ms为止其对应的时间和位移分别为:<m 以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上其加速度大小为零(因为mgsinθ<μmgcosθ)。设物体完成剩余的位移所用的时间为则m-m=解得:所以:。【总结】该题目的关键就是要分析好各阶段物体所受摩擦力的大小和方向μ>tanθ=第二阶段物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动。例:如图所示传送带与地面成夹角θ=°以ms的速度逆时针转动在传送带上端轻轻地放一个质量m=㎏的物体它与传送带间的动摩擦因数μ=已知传送带从A→B的长度L=m则物体从A到B需要的时间为多少?【审题】该题目的物理过程的前半段与例题是一样的由于传送带比较短物体将一直加速运动。【解析】物体放上传送带以后开始一段时间其运动加速度。这样的加速度只能维持到物体的速度达到ms为止其对应的时间和位移分别为:此时物休刚好滑到传送带的低端。所以:。【总结】该题目的关键就是要分析好第一阶段的运动位移看是否还要分析第二阶段。例题:如图所示传送带与地面成夹角θ=°以ms的速度顺时针转动在传送带下端轻轻地放一个质量m=㎏的物体它与传送带间的动摩擦因数μ=已知传送带从A→B的长度L=m则物体从A到B需要的时间为多少?【审题】传送带沿顺时针转动与物体接触处的速度方向斜向上物体初速度为零所以物体相对传送带向下滑动(相对地面是斜向上运动的)因此受到沿斜面向上的滑动摩擦力作用这样物体在沿斜面方向上所受的合力为重力的下滑分力和向上的滑动摩擦力因此物体要向上做匀加速运动。当物体加速到与传送带有相同速度时摩擦力情况要发生变化此时有μ≥tanθ则物体将和传送带相对静止一起向上匀速运动所受静摩擦力沿斜面向上大小等于重力的下滑分力。【解析】物体放上传送带以后开始一段时间其运动加速度。这样的加速度只能维持到物体的速度达到ms为止其对应的时间和位移分别为:<m 以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上其加速度大小为零(因为mgsinθ<μmgcosθ)。设物体完成剩余的位移所用的时间为则m-m=解得:所以:。【总结】该题目的关键就是要分析好各阶段物体所受摩擦力的大小和方向并对物体加速到与传送带有相同速度时是否已经到达传送带顶端进行判断。本题的一种错解就是:所以:=s该时间小于正确结果s是因为物体加速到ms时以后的运动是匀速运动而错误结果是让物体一直加速运动经过相同的位移所用时间就应该短。()突破难点第个难点是对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动判断错误。该难点应属于思维上有难度的知识点突破方法是灵活运用“力是改变物体运动状态的原因”这个理论依据对物体的运动性质做出正确分析判断好物体和传送带的加速度、速度关系画好草图分析找准物体和传送带的位移及两者之间的关系。学生初次遇到“皮带传送”类型的题目由于皮带运动物体也滑动就有点理不清头绪了。解决这类题目的方法如下:选取研究对象对所选研究对象进行隔离处理就是一个化难为简的好办法。对轻轻放到运动的传送带上的物体由于相对传送带向后滑动受到沿传送带运动方向的滑动摩擦力作用决定了物体将在传送带所给的滑动摩擦力作用下做匀加速运动直到物体达到与皮带相同的速度不再受摩擦力而随传送带一起做匀速直线运动。传送带一直做匀速直线运动要想再把两者结合起来看则需画一运动过程的位移关系图就可让学生轻松把握。如图甲所示A、B分别是传送带上和物体上的一点刚放上物体时两点重合。设皮带的速度为V物体做初速为零的匀加速直线运动末速为V其平均速度为V所以物体的对地位移x物=传送带对地位移x传送带=Vt所以A、B两点分别运动到如图乙所示的A'、B'位置物体相对传送带的位移也就显而易见了x物=就是图乙中的A'、B'间的距离即传送带比物体多运动的距离也就是物体在传送带上所留下的划痕的长度。例题:在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。当旅客把行李放到传送带上时传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动。随后它们保持相对静止行李随传送带一起前进。设传送带匀速前进的速度为ms把质量为kg的木箱静止放到传送带上由于滑动摩擦力的作用木箱以ms的加速度前进那么这个木箱放在传送带上后传送带上将留下一段多长的摩擦痕迹?

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