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高考重点考点解读与针对性训练
第三章 运动和力的关系
考点19 动力学中的传送带模型
【考点解读】
1.模型特点
传送带问题一般分为水平传送带、倾斜传送带两种类型,其本质是物体与传送带间在摩擦
力作用下的相对运动问题。
2.传送带模型问题的两个关键分析
受力
分析
(1)摩擦力方向的判断:①同向“以快带慢”;②反向“互相阻碍”。
(2)共速时摩擦力的可能突变:①滑动摩擦力突变为零;②滑动摩擦力突变
为静摩擦力;③摩擦力方向突变
运动
分析
(1)参考系的选择:①研究物体的速度、位移、加速度时均以地面为参考
系;②研究物体的滑行痕迹等一般以传送带为参考系。
(2)判断共速以后物体是否能与传送带保持相对静止。
(3)判断物体在达到共速之前是否滑出传送带
3. 水平传送带模型
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)v0>v 时,可能一直减速,也可能先减速,再匀速
(2)v0<v 时,可能一直加速,也可能先加速,再匀速
情景3
(1)传送带较短时,滑块一直减速达到左端
(2)传送带较长时,滑块还要被传送带传回右端。当v0>
v,返回时速度为v,当v0<v,返回时速度为v0
4. 倾斜传送带的几种情况:(条件:传送带以v 匀速运行,滑块的初速度为v0)
情景
滑块的运动情况
传送带不够长
传送带足够长
一直加速(一定满足关系μ>
tan θ)
先加速后匀速
一直加速(加速度为gsin θ+
μgcos θ)
若μ≥tan θ,先加速后匀速
若μ<tan θ,先以a1=gsin θ+μgcos θ 加
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速,后以a2=gsin θ-μgcos θ 加速
情景
滑块的运动情况
传送带不够长
传送带足够长
v0<v 时,一直加速(加速度为
gsin θ+μgcos θ)
v0<v 时:若μ≥tan θ,先加速后匀速;若
μ<tan θ,先以a1=gsin θ+μgcos θ 加
速,后以a2=gsin θ-μgcos θ 加速
v0>v 时,一直匀变速(加速度
为|gsin θ-μgcos θ|)
v0>v 时:若μ>tan θ,先减速后匀速;若
μ<tan θ,以a2=gsin θ-μgcos θ 加速
情景
滑块的运动情况
传送带不够长
传送带足够长
(摩擦力方向一
定沿斜面向上)
μ<tan θ,一直加速;
μ=tan θ,一直匀速
μ>tan θ,一直减速
μ>tan θ,先减速到速度为0 后反向加速
到v,若v0≤v,则回到原位置时速度大小
为v0(类竖直上抛运动),若v0>v,运动
到原位置时速度大小为v
【高考真题】
【典例1】(2024·北京高考10 题)水平传送带匀速运动,将一物体无初速度地放置在传送
带上,最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是( )
A.刚开始物体相对传送带向前运动
B.物体匀速运动过程中,受到静摩擦力
C.物体加速运动过程中,摩擦力对物体做负功
D.传送带运动速度越大,物体加速运动的时间越长
【典例2】2.[2021 高考辽宁]机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李.如图所示,以
恒定速率v1=0.6m/s 运行的传送带与水平面间的夹角α=37°,转轴间距L=3.95m.工作人员
沿传送方向以速度v2=1.6m/s 从传送带顶端推下一件小包裹(可视为质点).小包裹与传送
带间的动摩擦因数μ=0.8.取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a;
(2)小包裹通过传送带所需的时间t.
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【典例3】(2020 高考全国理综III 卷)如图,相距L=11.5m 的两平台位于同一水平面内,
二者之间用传送带相接。传送带向右匀速运动,其速度的大小v 可以由驱动系统根据需要
设定。质量m=10 kg 的载物箱(可视为质点),以初速度v0=5.0 m/s 自左侧平台滑上传送带。
载物箱与传送带间的动摩擦因数μ= 0.10,重力加速度取g = 10 m/s2。
(1)若v=4.0 m/s,求载物箱通过传送带所需的时间;
(2)求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度;
(3)若v=6.0m/s,载物箱滑上传送带
后,传送带速度突然变为零。求载物箱
从左侧平台向右侧平台运动的过程中,传送带对它的冲量。
【针对性训练】
1.(2025·山东济宁月考)如图所示,水平固定放置的传送带在电机的作用下一直保持速度
v=4 m/s 顺时针转动,两轮轴心间距L=10 m。一个物块(视为质点)以速度v0=8 m/s
从左轮的正上方水平向右滑上传送带,经过t=2 s 物块离开传送带,重力加速度g 取10
m/s2。下列说法正确的是( )
A.物块在传送带上一直做匀减速直线运动
B.物块在传送带上做匀减速运动的时间为1.5 s
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C.物块与传送带之间的动摩擦因数为0.4
D.物块在传送带上留下的划痕为6 m
2.如图所示,两轮轴心间距为L=0.4 m、倾角为θ=37°的传送带以恒定的速率v=1 m/s
沿顺时针方向运行。现将一质量m=2 kg 的物块(可视为质点)以v0=3 m/s 的速度从底
部滑上传送带,传送带与物块之间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,
则物块( )
A.先做减速,后做匀速运动
B.开始加速度大小为 2 m/s2
C.经过t=0.2 s 到达顶端
D.相对传送带发生的位移大小为0.4 m
3.如图所示,传送带保持1 m/s 的速度顺时针转动。现将一个质量m=0.5 kg 的物体轻轻
地放在传送带的a 点,设物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,a、b 间的距离L=2.5
m,则物体从a 点运动到b 点所经历的时间为(取g=10 m/s2)( )
A.√5 s
B.(√6-1)s
C.3 s
D.2.5 s
4.(2025·安徽蚌埠期末)图甲为机场和火车站的安全检查仪器,其传送装置可简化为如图
乙所示的模型,紧绷的传送带以1 m/s 的恒定速率运行。旅客把行李无初速度地放在A 处,
设行李与传送带之间的动摩擦因数为0.1,A、B 间的距离为2 m,g 取10 m/s2,该行李从
A 到B 的过程中( )
A.行李一直受到摩擦力作用,方向先水平向左,再水平向右
B.行李到达B 处时速率为1 m/s
C.行李到达B 处所需的时间为2.5 s
D.行李与传送带间的相对位移为2 m
5. 传送带可以连续地进行物料运输,且结构设计简单。如图所示,倾斜放置的传送带与水
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平面间的夹角为θ,传送带顺时针运行的速度大小恒为v0,一物块从传送带顶端以初速度
v1开始下滑,物块与传送带间的动摩擦因数为μ,传送带足够长,物块在传送带上运动过
程中,速度随时间变化的图像可能是(以物块初速度v1的方向为正方向)( )
6. 如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率v1沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°。
一物块以初速度v0从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的v-t 图像如图
乙所示,物块到传送带顶端时速度恰好为零,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。g 取10
m/s2,则( )
A.传送带的速度为16 m/s
B.摩擦力方向一直与物块运动的方向相反
C.物块与传送带间的动摩擦因数为0.25
D.传送带转动的速率越大,物块到达传送带顶端时的速度就会越大
7. 如图甲所示的水平传送带沿逆时针匀速转动,一小物块沿曲面从一定高度处由静止开
始下滑,以某一初速度从左端滑上传送带,在传送带上由速度传感器记录下物块速度随时
间的变化关系如图乙所示(取向左为正方向,以物块刚滑上传送带时为计时起点).已知传
送带的速度保持不变,重力加速度g 取10m/s2.关于物块与传送带间的动摩擦因数μ 及物块
在传送带上运动第一次回到传送带左端的时间t,下列计算结果正确的是( )
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A.μ=0.4
B.μ=0.2
C.t=4.5s
D.t=3s
8. 如图所示,小物块M 在静止的足够长的传送带上以速度v0匀速下滑时,传送带突然启
动,方向如图中箭头所示,在此传送带的速度由0 逐渐增加到2v0后匀速转动的过程中,以
下分析正确的是( )
A.M 下滑的速度不变
B.M 开始在传送带上先加速到2v0,后向下做匀速运动
C.M 先向下做匀速运动,后向下做加速运动,最后沿传送带向下做匀速运动
D.M 所受摩擦力的方向始终沿传送带向上
9 . 如图所示,一水平的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,便以此速度做匀
速运动,经过一段时间,煤块在传送带上留了一段黑色痕迹后,相对于传送带不再滑动,
关于上述过程,以下判断正确的是(重力加速度大小为g)( )
A.μ 与a 之间一定满足关系μ>a
g
B.煤块从开始运动到相对传送带静止通过的位移为v
2
μg
C.煤块从开始运动到相对传送带静止经历的时间为v
μg
D.黑色痕迹的长度为(a-μg)v
2
2a
2
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10 .如图所示,倾角为θ=37°的传送带以速度v1=2m/s 顺时针匀速转动.一小物块以v2=
8m/s 的速度从传送带的底端滑上传送带.已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,传送
带足够长,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,求:
(1)小物块向上运动的最远距离;
(2)小物块回到底端时的速度大小;
(3)小物块从放上传送带至回到底端所经历的时间.
11.(2025·河南郑州模拟)如图所示,传送带倾斜放置,与水平方向的夹角为θ=37°,小
物块以v0=2 m/s 的初速度从A 端沿传送带向下运动。当传送带静止不动时,小物块从A
端运动到B 端所用的时间为Δt=5 s。已知小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,
小物块可视为质点,重力加速度g 取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,√3=
1.73。
(1)求A、B 两端之间的距离L;
(2)若传送带以v1=2 m/s 的速度沿逆时针方向匀速转动时,求小物块在传送带上留下的
痕迹s;
(3)若传送带以v2=8 m/s 的速度沿逆时针方向匀速转动,求小物块从A 端运动到B 端所
用的总时间t。(结果保留3 位有效数字)
12 (2025·安徽阜阳模拟)如图所示,煤矿有一传送带与水平地面的夹角为θ=37°,传送
带以v=10 m/s 的速率逆时针转动。在传送带上端A 点静止释放一个质量为m=1.0 g 的黑
色煤块,经过2 s 运动到传送带下端B 点并离开传送带,煤块在传送带上留下一段黑色痕
迹。已知煤块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,sin 37°=0.6,取g=10 m/s2,求:
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(1)传送带从A 到B 的长度;
(2)煤块从A 运动到B 的过程中传送带上形成痕迹的长度。
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