物理建模-3传送带模型-滑板—滑块模型

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1、物理建模3.传送带模型滑板一滑块模型(模型演示见PPT课件)》模型一传送带模型1.水平传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1eo=OftT)(1)可能一直加速⑵可能先加速后匀速情景2Vo(1)%>e时，可能一直减速，也可能先减速再匀速(2)%e返回时速度为s当返回时速度为％2.倾斜传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能先以如加速后以02加速情景

2、3(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能一直匀速(4)可能先以4加速后以©加速情景4(1)可能一直加速(2)可能一直匀速⑶可能先减速后反向加速【典例1]水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图3-3-6所示为一水平传送带装置示意图.绷紧的传送带力〃始终保持恒定的速率m/s运行，一质量为加=4kg的行李无初速度地放在/处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李乂以与传送带相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带Z间的动摩擦因数“=0.1,4、〃间的距离厶=2m,g取10m/s2.xnb图3-3-6(1)求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小；(2

3、)求行李做匀加速直线运动的时间；(3)如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处，求行李从力处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率.审题指导关键词：①无初速度地放在/处.②行李开始做匀加速直线运动.③随后行李又以与传送带相等的速率做匀加速直线运动.对行李受力分析—行李运动过程先匀加速后匀速直线运动一►利用牛顿第二定律、运动学公式求解未知量.[Ffmg解析(1)行李刚开始运动时，受力如图所示，滑动摩擦力：竹=“加g=4N由牛顿第二定律得：Ff=ma解得：ci—m/s2v(2)行李达到与传送带相同速率后不再加速，则：v=at,解得/=—Is(3)行李始终匀加速运行时间最短，且

4、加速度仍为67=1m/s2,当行李到达右端时，有：记in=2aL解得：如in=p2aL=2m/s故传送带的最小运行速率为2m/s行李运行的最短时间：fmin=^=2s答案(1)4N1m/s2(2)1s(3)2s2m/s反思总结对于传送带问题，一定要全面掌握上面提到的几类传送带模型,尤其注意要根据具体情况适时进行讨论，看一看有没有转折点、突变点，做好运动阶段的划分及相应动力学分析.即学即练1如图3-3-7所示，倾角为37。，长为/=16m的传送带，转动速度为e=10m/s,动摩擦因数“=0.5,在传送带顶端力处无初速度地释放一个质量为加=0.5kg的物体.已知sin37°=0.6,cos37°=

5、0.8,g=10m/s2.求：⑴传送带顺吋针转动吋，物体从顶端/滑到底端B的时间；(2)传送带逆时针转动时，物体从顶端A滑到底端B的时间.解析(1)传送带顺时针转动时，物体相对传送带向下运动，则物体所受滑动摩擦力沿斜面向上，相对传送带向下匀加速运动，根据牛顿第二定律有加g(sin37°—“cos37°)=加则a=gsin37°—/zgcos37°=2m/s2,根据得/=4S.(2)传送带逆时针转动，当物体下滑速度小于传送带转动速度时，物体相对传送带向上运动，则物体所受滑动摩擦力沿传送带向下，设物体的加速度大小为(71,由牛顿第二定律得，/ngsin37。+///Hgcos31°=mai=輕37

6、。+〃哗cos37。=1Q加m设当物体运动速度等于传送带转动速度时经历的时间为6位移为小，则有v10-10…t—=1ns=1s,X[=T6fifj=5m//mgcos37°,则下一时刻物体相对传送带向下运动，受到传送带向上的滑动摩擦力——摩擦力发生突变.设当物体下滑速度大于传送带转动速度时物体的加速度为。2,则a2=wgsin37°—“wgcos37°=2m/sX2=I—兀i=111T1又因为X2=Vt2+^a2t29则有10(2+诊=11,解得：力=1S((2=—11S舍去)所以(总=/]+(2=2S.答案(1)4

7、S(2)2S》模型二滑板一滑块模型1•模型特点涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动.1.两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长.3•解题思路求解时应先仔细审题•淸楚题H的含义、分析淸楚毎一个物体的受力悄况、运动情况.准确求出各物体在各运动过程的加速度(注您两过程的连接处加速度可能突变)找出物体之间的位移(路程)关系或速