2020年高考物理全国卷I第24题解法列举新课标人教版Word格式文档下载.doc
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根据牛顿定律,可得
(1)
设经历时间t1,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:
v0=a0t1
(2)
v=at1(3)
由于a<
a0,故v<
v0,煤块继续受到滑动摩擦力的作用。
再经过时间t’,煤块的速度由v增加到v0,有:
v0=v+at’(4)
设在煤块的速度从0增加到v0的整个过程中,传送带和煤块位移分别为s0和s,有:
(5)(等效式:
)
(6)(等效式:
传送带上留下的黑色痕迹的长度
(7)
解法二:
(直接法)
设传送带加速到的时间为
(1)
设煤块加速到的时间为
(2)[等效式:
运用动量定理]
(3)
皮带运动的总位移:
S1=(4)[等效式:
S1=]
煤块运动的位移:
(5)
[等效式:
或运用动能定理]
黑色痕迹长度:
(6)
由以上各式得:
(7)
解法三:
(图像法)
煤块的加速度:
煤块加速到v0的时间:
(2)
(以上两式的等效式:
v0
传送带
煤块
t
v
AA
B
C
传送皮带加速到v0的时间:
(3)
由此可得煤块与传送带运动过程的v—t图像如图所示:
黑色痕迹的长度可用图中阴影部分的面积计算得到:
(4)
=梯形OABC面积-三角形OBC面积=]
(5)
解法四:
(相对运动法)
以传送带为参照,煤块相对于传送带向后先作匀加速运动再作匀减速运动:
匀加速阶段:
相对加速度大小:
(1)
相对初速度:
加速时间:
(2)
相对位移:
(3)
]
匀减速阶段:
相对加速度大小:
(4)
相对末速度:
设减速时间为
则有:
(5)
(6)
(7)
综合以上多式得:
(8)
V相
V
t1
t1+t2
说明:
1匀加速阶段相对末速度,结合和,两式等效(3)式与(6)式
2用相对速度随时间变化图像,v相-t图如图所示:
结合与两式,等效(3)(6)(7)式。
解法五:
(综合法)
煤块:
从速度从0加速到V0的位移为
(1)
传送带:
从速度从0加速到V0的位移为
(2)
由图像结合几何关系可得:
(3)