文档介绍：课题:传送带模型
三明二中施生晶
【三维目标】
,判断物体运动情况
、牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律
1. 通过例题分析、讨论,培养学生的审题能力,分析综合能力和运用数学工具的能力
,提高学生综合运用知识解决问题的能力,训练学生解题规范,画图分析
在整个教学过程中,让学生学会分析,研究等方法,培养学生科学探究能力
【教学重点】
选好例题,讲清有关传送带模型问题及解决这类问题的基本方法;
【教学难点】
培养学生良好的解题****惯,建立思路,掌握方法
【教学方法】
教师引导、学生积极参与、分析、归纳法、逻辑推理、讲授法
【教学用具】
多媒体、《传送带模型》学生讲义
【教学过程】
引入:传送带模型是比较复杂的动力学问题。它涉及到静摩擦力与滑动摩擦力、力与运动、能量转化、摩擦生热等高中阶段重要的物理基础知识。因其物理过程多,知识面广,综合性强,灵活性大,能很好地反映学生提取信息,分析问题,解决问题的能力而倍受各地高考命题者的青睐。
(一)涉及《传送带模型》基础知识
一、传送带问题分类
、倾斜和组合三种
、逆时针转两种
、变速两种
二、常用知识点
、能量守恒定律
三、传送带特点
传送带的运动不受滑块的影响,因为滑块的加入,带动传送带的电机要多输出的能量等于滑块机械能的增加量与摩擦生热的和。
四、受力分析
传送带模型中要注意摩擦力的突变(发生在v物与v带相同的时刻),对于倾斜传送带模型要分析mgsinθ与f的大小与方向。突变有下面三种: ; ;;
五、运动分析:
,传送带模型中选择地面为参考系;
:判断物体与传送带保持相对静止做匀速运动、还是继续匀加速运动、还是继续匀减速运动
——临界之前是否滑出
六、传送带问题中的功能分析
:WF=△EK+△EP+Q。传送带的能量流向系统产生的内能、被传送的物体的动能变化,被传送物体势能的增加。因此,电动机由于传送工件多消耗的电能就包括了工件增加的动能和势能以及摩擦产生的热量。
、Q的正确理解
(a)传送带做的功:WF=F·S带
传送带的功率P=F× v带(F由传送带受力平衡求得)
(b)产生的内能:Q=f·S相对
(二)水平传送带模型
模型背景:两半径均为R的皮带轮轴心间距离为L;物块(可视为质点)质量为m;物块与传送带间的动摩擦因素为μ;物块在传送带上相对运动时会留下痕迹;
传送带静止,物块以滑上传送带左端:
运动情况
在传送带上匀减速停下
恰好匀减速到右端
匀减速至右端滑出
物块末速度()
0
0
历时()
留下痕迹()
摩擦生热()
条件
二、传送带以顺时针匀速运动,物块从传送带左端无初速释放:
运动情况
先匀加速后匀速
匀加速到右端刚好共速
一直匀加速到右端
物块末速度()
历时()
留下痕迹()
摩擦生热()
条件
三、传送带以顺时针匀速运动,物块以滑上传送带左端:
运动情况
向右匀加速到右端
向右先匀加速后匀速
向右匀速
向右先匀减速后匀速
向右匀减速到右端
末速
度()
历时()
留下痕
迹()
不超过()
0
摩擦生
热()
0
条件
四、传送带以逆时针匀速运动,物块以滑上传送带左端:
运动情况
向右匀减速到右端滑出
向右匀减速恰好到右端
向右匀减速至零再向左匀加速至左端
向右匀减速至零再向左匀加速后匀速至左端
末速度()
0
历时()
留下痕迹()
不超过()
不超过()
不超过()
不超过()
摩擦生热()
条件
且
例:(2006年全国理综第24题)一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a0开始运动,当其速度达到v0后,便以此速度做匀速运动,经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度.
解法1 力和运动的观点
根据“传送带上有黑色痕迹”可知,煤块与传送带之间发生了相对滑动,煤块的加速度a小于传送带的加速度a0。根据牛顿第二定律,可得
①
设经历时间t,传送带由静止开始加速到速度等于v0,煤块则由静止加速到v,有
②
③
由于,