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专题 20 传送带模型
授课提示:对应学生用书29页
1.
[2024·河北省保定市期中考试]一足够长倾斜传送带如图所示,木箱M沿静止的传送带
匀速下滑.某时刻起传送带开始顺时针运转,木箱M将( )
A.继续匀速下滑 B.减速下滑
C.加速上滑 D.匀速上滑
答案:A
解析:传送带静止时,木箱受重力、传送带的支持力和沿传送带向上的滑动摩擦力作
用,当传送带顺时针运转后,木箱仍受重力、传送带的支持力和沿传送带向上的滑动摩擦
力作用,木箱受力大小、方向都没变,则木箱仍匀速下滑,A正确.
2.(多选)如图所示,一水平传送带沿顺时针方向匀速转动,在传送带左端A处无初速
度地轻放一小物块,则关于小物块从A端运动到B端过程中的速度v随时间t的变化图像,
下列选项中可能正确的是( )
答案:BD
解析:物块先加速运动,加速时做匀加速直线运动,物块在B点前可能与传送带共速,
后匀速运动到B端,也可能一直加速到达B端.综上所述,B、D正确.
3.[2024·山西省名校联考]如图所示,倾角为θ的传送带始终以5 m/s的速度顺时针匀速转
动,一质量为1 kg的物块以10 m/s的初速度从底端冲上传送带,恰好能到达传送带顶端.
已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.5,取重力加速度大小g=10 m/s2,sin θ=0.6,物块
从传送带底端运动到顶端的时间为( )
A.1.0 s B.1.5 s
C.2.5 s D.3.0 s
答案:D
解析:开始时物块速度大于传送带速度,所受传送带摩擦力沿传送带向下,根据牛顿
第二定律mg sin θ+μmg cos θ=ma ,解得a =10 m/s2,物块速度与传送带速度相等所需
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的时间t ==0.5 s,之后物块的速度小于传送带的速度,物块所受摩擦力沿传送带向上,
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根据牛顿第二定律mg sin θ-μmg cos θ=ma ,解得a =2 m/s2,物块从速度等于传送带
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速度到速度为零所需时间t ==2.5 s,物块从传送带底端运动到顶端的时间 t=t +t =3.0
2 1 2
s,D正确.
4.
[2024·江苏省徐州市月考]如图所示,水平方向的传送带以v 的恒定速度顺时针转动.
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一物块从右端以v(v>v)的速度滑上传送带,物块与传送带间的动摩擦因数为μ,传送带长
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度L>.在物块从滑上传送带至离开传送带的过程中,物块的速度随时间变化的图像是图中
的( )
答案:B
解析:由物块在传送带上的受力可知,物块的加速度为a=μg,当物块向左运动速度
减为零时的位移为x=,由题可知L>,故物块没有滑离传送带,物块向左减速到零后向右
做匀加速直线运动,当物块速度与传送带速度相同时,物块的位移为 x′=,又v>v ,则
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x>x′,故向右运动的速度与传送带相等后,物块做匀速直线运动,B正确.
5.[2024·安徽省滁州市期末考试]某中学物理课程基地为研究碳块下滑的位置与其在传送
带上运动情况的关系,设计了如图所示的模型:左侧是倾角 θ=37°的足够长的直轨道(其下
端为B点),在其右侧放置一逆时针方向转动的传送带 DCE,传送带速度大小恒为v =1
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m/s,水平段DC长L=3 m.将一碳块从直轨道上的A点由静止释放,A、B相距x.当该碳
块从B点运动到传送带上C点时,速度大小不变,方向变为水平向右,同时立即撤去直轨
道.已知碳块与直轨道间的动摩擦因数μ =0.25,与传送带间的动摩擦因数μ =0.1,且碳
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块相对传送带滑动时能在传送带上留下清晰划痕,传送带CE段、ED段均足够长.(g取10
m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,计算结果可带根号)
(1)若x=2.0 m,求小碳块滑至B点的速度大小;
(2)若碳块恰能运动到D点,求对应的x值;
(3)若x=2.0 m,求小碳块在传送带上留下的划痕长度.
答案:(1)4 m/s (2)0.75 m (3)(7-) m
解析:(1)碳块从A→B根据牛顿第二定律有mg sin 37°-μmg cos 37°=ma
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由v=2ax
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解得v =4 m/s
B
(2)碳块在传送带上运动时,设加速度大小为a,有a=μg
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若碳块恰能运动至D,则v=2aL
2
在斜面上v=2ax
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解得x=0.75 m
(3)碳块的位移大小x>0.75 m时,滑块从右端滑出.从C→D有v-v=-2aL
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所需时间Δt=
该时间内传送带走了x=vΔt
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所以划痕的长度为x=L+x=(7-) m.
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