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高中物理解题技巧之力学篇04 秒解倾斜传送带图像问题
一、必备知识
1.倾斜传送带模型(μ>tanθ)
(1)运动图像(先加后共)
(2)难点突破
①滑动摩擦力f=μmgcosθ
②加速度a=g(μcosθ-sinθ)
③上传条件:μ>tanθ
④共速摩擦力突变为静摩擦力f'=mgsinθ
2.倾斜传送带模型(μ<tanθ)
(1)运动分析(一直加速)
(2)难点突破
μ<tanθ,物体向下加速
加速度a=g(μcosθ-sinθ)
物体向下位移为L
v
O
v
O
1
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物体运动时间、末速度与传送带快慢无关
2.应用技巧
倾斜传送带中的图像问题
1、从上往下
如图所示,足够长的倾斜传送带,倾角为
,一滑块轻放在传送带上端,分析滑块的运动
情况并画出滑块运动的速度-时间图像
讨论:
滑块开始做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为
一直加速到与传送带速度相同
(1)若
,滑块所受摩擦力变为静摩擦力,则滑块接下来与传送带一起匀速运动
(2)若
,滑块所受滑动摩擦力方向改变,此时加速度为
此后滑块一直向下做匀加速直线运动。
(3)速度-时间图像
2、从下往上
如图所示,足够长的倾斜传送带,倾角为
,一滑块以一定的初速度滑上传送带,分析滑
块的运动情况并画出滑块运动的速度-时间图像
讨论:
滑块开始做匀减速直线运动,加速度为
一直减速到与传送带速度相同
(1)若
,滑块所受摩擦力变为静摩擦力,则滑块接下来与传送带一起匀速运动
2
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(2)若
,滑块所受滑动摩擦力方向改变,此时加速度为
此后滑块一直向上做匀加速直线运动。
(3)速度-时间图像
总结技巧:无论是哪一种情形,观察两个图像可知,当滑块速度与传送带速度相同时,速
度-时间图像出现“转折点”,当传送带较为粗糙时,图像变得平坦,当传送带较为光滑时,
图像变得更缓。即为“转折共速”,粗平滑缓”。
三、实战应用(应用技巧解题,提供解析仅供参考)
一、单选题
1.如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率
沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°。
一物块以初速度
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
图像如
图乙所示,物块到传送带顶端时速度恰好为零,
,
,g 取10
,则( )
A.由图乙可知,0~1s 内物块受到的摩擦力大于1~2s 内的摩擦力
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.传送带底端到顶端的距离为12m
2.一足够长的传送带与水平面的倾角为θ,以一定的速度匀速运动,某时刻在传送带适当
的位置放上具有一定初速度的小物块,如图甲所示,以此时为计时起点t=0,小物块之后在
传送带上运动速度随时间的变化关系如图乙所示,图中取沿斜面向上的运动方向为正方向,
v1>v2,已知传送带的速度保持不变,则( )
3
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A.小物块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ
B.小物块在0~t1内运动的位移比在t1~t2内运动的位移小
C.0~t2内,传送带对物块做功为
D.0~t2内物块动能变化量大小一定小于物体与皮带间摩擦而产生的热量
3.如图所示,足够长的倾斜传送带以恒定速率
顺时针运行。一小木块以初速度
从传送
带的底端滑上传送带。木块在传送带上运动全过程中,关于木块的速度v 随时间t 变化关系
的图像可能的是( )
A.
B.
C.
D.
4.如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为
,在传送带上某位置轻轻放置一小木块,
小木块与传送带间动摩擦因数为
,小木块速度随时间变化关系如图所示,v0、t0已知,则
( )
4
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A.传送带一定逆时针转动
B.
C.传送带的速度大于v0
D.t0后滑块的加速度为
5.木块沿与水平面夹角为
的表面粗糙的传送带运动,其v—t 图象如图所示,已知传送带
以速率
逆时针转动,传送带足够长,木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则下列说法正
确的是( )
A.图象描述的是木块以一定的初速度从传送带的底端开始向上的运动
B.从图象可知木块的初速度小于
C.从图象可知木块与传送带间的动摩擦因数
D.从图象可以得出木块运动过程中的速度一定有等于
的时刻
6.如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,在传送带上某位置轻轻放置一小木块,
小木块与传送带间动摩擦因数为μ,小木块速度随时间变化关系如图所示,若θ、g、v0、t0
已知,则下列说法中正确的是( )
A.传送带一定逆时针转动
B.
C.传送带的速度大于v0
D.
后一段时间内滑块加速度为
7.在大型物流系统中,广泛使用传送带来搬运货物。如图3 甲所示,倾角为θ 的传送带以
恒定的速率逆时针方向转动,皮带始终是绷紧的,将m=1kg 的货物放在传送带上的A 端,
经过1.2s 到达传送带的B 端。用速度传感器分别测得货物与传送带的速度v 随时间t 变化
的图像如图乙所示。已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,可知( )
5
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A.货物与传送带间的动摩擦因数为0.05
B.A、B 两点间的距离为1.2m
C.货物从A 运动到B 的过程中,传送带对货物做功-11.2J
D.货物从A 运动到B 的过程中,货物与传送带间因摩擦产生的热量为4.8J
8.如图甲所示,倾斜传送带沿逆时针方向转动,在传送带的上端由静止释放一个小滑块,
小滑块与传送带的接触面粗糙,传送带转动速度始终保持不变。下列关于小滑块的速度随
时间变化的关系图像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
9.如图所示,传送带倾角为a,表面粗糙,以恒定速度v0逆时针运行。一小滑块从斜面顶
端由静止释放,运动到斜面底端过程中,其速度随时间变化的图像关系可能是( )
6
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A.
B.
C.
D.
10.如图所示,以速度v 逆时针匀速转动的足够长的传送带与水平面的夹角为θ,现将一个
质量为m 的小木块轻轻地放在传送带的上端,小木块与传送带间的动摩擦因数为μ, 则下
列选项中能够正确地描述小木块的速度随时间变化关系的图线是( )
A.
B.
C.
D.
11.匀速转动的长传送带倾斜放置,传动方向如图所示,在顶部静止放上一物块,在物块
下滑过程中,规定沿传送带向下为正,下列描述物块运动过程中的v-t、a-t 图象,可能
正确的是( )
7
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A.
B.
C.
D.
12.如图为某工程车的卸货装置,该装置为一能够直接将货物传送到地面的倾角为θ 的传
送带.该装置在正常工作时沿逆时针方向匀速转动,传送带的速度为v,卸货工人将质量
均为m 的货物无初速度地放在传送带顶端,已知货物与传送带间的动摩擦因数为μ,且
μ<tanθ.则货物在整个运动过程中的速度随时间变化的规律可能是
A.
B.
C.
D.
8
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