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2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题18 传送带模型
导练目标 导练内容
目标1 水平传送带模型
目标2 倾斜传送带模型
【知识导学与典例导练】
一、水平传送带模型
1.三种常见情景
常见情景 物体的v-t图像
条件: 条件:
条件:v=v 条件:v 0 v
0
① ;② ① ;②条件: ;vv
0
2.方法突破
(1)水平传送带又分为两种情况:物体的初速度与传送带速度同向(含物体初速度为0)或反向。
(2)在匀速运动的水平传送带上,只要物体和传送带不共速,物体就会在滑动摩擦力的作用下,朝着和传送
带共速的方向变速,直到共速,滑动摩擦力消失,与传送带一起匀速运动,或由于传送带不是足够长,在
匀加速或匀减速过程中始终没达到共速。
(3)计算物体与传送带间的相对路程要分两种情况:
①若二者同向,则Δs=|s -s |;
传 物
②若二者反向,则Δs=|s |+|s |。
传 物
【例1】如图a所示,安检机通过传送带将被检物品从安检机一端传送到另一端,其过
程可简化为如图b所示。设传送带速度恒为 ,质量为m的被检物品与传送带的动摩擦因数为 ,被检物
品无初速度放到传送带A端。若被检物品可视为质点,其速度为v、加速度为a、摩擦力的功率为 、与
传送带的位移差的大小为 ,重力加速度为g,则下列图像可能正确的是( )A. B.
C. D.
【例2】如图所示,水平传送带A、B两端相距s=3.5 m,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1。工件滑上
A端瞬时速度vA=4 m/s,到达B端的瞬时速度设为vB,则不正确的是( )
A.若传送带不动,则vB=3 m/s
B.若传送带以速度v=4 m/s逆时针匀速转动,vB=3 m/s
C.若传送带以速度v=2 m/s顺时针匀速转动,vB=3 m/s
D.若传送带以速度v=2 m/s顺时针匀速转动,vB=2 m/s
【例3】如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度 沿顺时针方向转动,传送带右端有一与传
送带等高的光滑水平面,一物体以恒定的速率 沿直线向左滑上传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面,速率为 ,则下列说法不正确的是( )
A.若 < ,则 = B.若 > ,则 =
C.若 = ,则 = D.不管 多大,总有 =
二、倾斜传送带模型
二、
1.两种常见情景
常见情景 v-t图像
条件: ;μ>tanθ 条件: ;μ>tanθ
加速度:a=g(μcosθ-sinθ) 加速度:a=g(μcosθ-sinθ)
条件: ;μ>tanθ 条件: ;μ>tanθ 条件: ;μx ,痕迹Δx=x -x ,共速后,x >x ,痕迹Δx=x -x ,总痕迹取二者中
传 物 1 传 物 物 传 2 物 传
大的那一段。
【例4】长为 的传送带倾斜放置,以大小为 的速度沿顺时针匀速运动,保持传送带的速度不变,
改变传送带的倾角 ,当 ( , )时,将物块轻轻放在传送带的A端,物块
刚好处于静止状态,重力加速度 ,当 时,再将物块轻放在A端,则物块从A运动到B所
用的时间约为( )( )
A. B. C. D.
【例5】如图甲所示,倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v 沿逆时针方向运行。t=0时,将质量m
0
=1kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上,物体相对地面的v-t图象如图乙所示.设沿传送带向下为
正方向,取重力加速度g=10m/s2。则( )A.传送带的速率v=10m/s
0
B.传送带的倾角θ=30°
C.物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.25
D.0~2.0s内物体相对地面的位移大小为16m
三、传送带问题的解题思路
【多维度分层专练】
1.如图所示,水平传送带长L=11.5 m,以速度v=7.5 m/s沿顺时针方向匀速转动。在传送带的A端无初速
度地释放一个质量m=1 kg的滑块(可视为质点),在将滑块放上传送带的同时,对滑块施加一个大小F=5N、方向与水平面成θ=37°的拉力,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度大小g=10 m/s2,sin
37°=0.6,cos 37°=0.8。则滑块从A端运动到B端的时间是( )
A.1 s B.2 s C.3 s D.4 s
2.如图所示,一足够长的传送带倾斜放置,倾角为 ,以恒定速率v=4m/s顺时针转动。一物块以初
速度v=12m/s从A端冲上传送带,若物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.25,g取10m/s2, ,
0
,则下列说法正确的是( )
A.物块以8m/s2的加速度匀减速至0后以4m/s2的加速度加速回到A点
B.物块从冲上传送带到返回A端所用的时间为
C.物块在上升阶段,在传送带上留下的划痕长为2m
D.物块在传送带上留下的划痕长为
3.如图所示,一水平的浅色长传送带上放置一质量为m的煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动
摩擦因数为μ。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a开始运动,当其速度达
到v后,便以此速度作匀速运动。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,关于上述过程,以下判断正确的是(重力加速度为g)( )A.μ与a之间一定满足关系μ<
B.煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的位移为
C.煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为
D.黑色痕迹的长度为
4.如图所示,水平长度为 的传送带以速度 沿顺时针方向转动,一滑块(可视为质点)从
传送带左端冲上传送带,最终到达传送带右端。已知滑块初速度大小 ,滑块与传送带间的动摩
擦因数为 ,重力加速度g取 。下列说法正确的是( )
A.滑块相对传送带运动时的加速度为
B.滑块从传送带左端运动到传送带右端用时1.5s
C.减小滑块的初速度,整个运动过程滑块运动的时间变短D.减小滑块的初速度,整个运动过程滑块相对传送带的位移增大
5.如图所示,固定在竖直平面内的光滑四分之一圆轨道 与水平传送带相切于B点,传送带以某一速率
匀速运行。现将一小滑块从A处由静止释放,滑块沿轨道 下滑,从B点滑上传送带。若不计滑块通过
B处时的机械能损失,从滑块通过B点时开始计时,则滑块在传送带上运动的速度——时间图像可能为(
)
A. B.
C. D.
6.如图所示,绷紧的粗糙水平传送带始终以恒定速率v 运行,初速度大小为v 的小物块从与传送带等高
1 2
的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时,以地面为参考系,以小物块初速
度方向为正方向,则小物块在传送带上运动的v-t图像可能是( )A. B. C. D.
7.如图所示,长度为4m的倾斜传送带与水平面间夹角为37°,以5m/s的恒定速率逆时针转动。在传送带
上端无初速度地放一质量为0.5kg的黑色煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5。已知sin37°=0.6,
cos37°=0.8,重力加速度大小取10m/s2,则( )
A.煤块刚放上传送带时的加速度大小为2m/s2
B.煤块从传送带上端运动到下端经历的时间为1s
C.煤块到达传送带下端时的速度大小为5m/s
D.煤块从传送带上端运动到下端的过程中,在传送带上留下的痕迹长度为1.25m
8.如图甲所示,倾角为 且足够长的传送带始终以恒定速率v 逆时针运行,t=0时,初速度大小为v
2 1
(v>v)的小物块从传送带的底端滑上传送带,其速度随时间变化的v-t图像如图乙,则( )
1 2
A.0~t 时间内,小物块所受到的摩擦力始终不变
2B.小物块与传送带间的动摩擦因数满足μ>tan
C.t 时刻,小物块离传送带底端的距离达到最大
2
D.小物块返回传送带底端时的速率小于v
1
9.如图甲,MN是倾角θ=37°传送带的两个端点,一个质量m=5kg的物块(可看作质点),以4m/s的初速
度自M点沿传送带向下运动。物块运动过程的v-t图象如图乙所示,取g=10m/s2,下列说法正确的是(
)
A.物块距M点的最远距离是5m
B.物块与传送带间的动摩擦因数为0.9
C.物块在第7.5s时回到M点
D.传送带的长度至少为 m
10.如图甲所示,足够长的倾斜传送带与水平面间的夹角为 ,在传送带上某位置轻轻放置一个质量为m
的小滑块,小滑块的速度随时间变化关系如图乙所示,v、t 均已知,则( )
o 0
A.传送带的速度可能大于v
0
B.t 后小滑块受到的摩擦力为mgsinθ
0C.传送带一定沿顺时针转动
D.小滑块与传送带间的动摩擦因数可能为