2019年高考物理二轮复习十大热门考点专项突破专题03传送带模型练习.doc

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1、1专题 03 传送带模型传送带模型与日常生活联系紧密，是历年高考中重要题型之一主要知识涉及运动学规律，牛顿运动定律，功能关系，这些知识是高中物理的主干知识传送带问题的本质是摩擦力的问题，物体与传送带之间的摩擦从性质上看有两种情况，一是滑动摩擦力，二是静摩擦力，从效果上看，一是动力，二是阻力，因此，对与传送带接触的物体，摩擦力的作用决定物体的运动，解决问题的关键是摩擦力的分析例 1、 （多选）如图，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率 匀速向右运动。一质量为 m 的滑块从传送带右端以水平向左的速率 （ ）滑上传送带,最终滑块又返回至传送带的右端。就上述过程，下列判断正确的有（

2、）A. 滑块返回传送带右端的速率为B. 此过程中传送带对滑块做功为C. 过过程中电动机对传送带做功为D. 此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为【来源】 【全国百强校】河北省衡水中学 2018 届高三二十模考试(B)物理试题【答案】 ACD【解析】A、由于传送带足够长，滑块受向右的摩擦力，减速向左滑行，至速度为 0，之后，再加速向右滑行，由于 v1 v2，物体会先在滑动摩擦力的作用下加速，当速度增大到等于传送带速度时，物体还在传送带上，之后不受摩擦力，故物体与传送带一起向右匀速运动，有 v 2=v1；故 A 正确；B、此过程中只有传送带对滑块做功根据动能定理 W= EK得：热点分析经典例题2，

3、故 B 错误； D、设滑块向左运动的时间 t1，位移为 x1，则： ，摩擦力对滑块做功： ，又摩擦力做功等于滑块动能的减小，即： ，该过程中传送带的位移： x2=v1t1，摩擦力对传送带做功：，将代入得： W2=mv1v2，设滑块向右匀加速运动的时间 t2，位移为 x3，则： ，摩擦力对滑块做功： ，该过程中传送带的位移： x4=v1t2=2x3，【点睛】本题关键是对于物体返回的过程分析，物体先做减速运动，之后反向加速，最后做匀速运动但是计算滑块与传送带间摩擦产生的热量的过程太复杂C 项可作如下解：由 W 电 -Q= Ek，则。例 2、如图是工厂流水生产线包装线示意图，质量均为 m=2.5kg

4、、长度均为 l=0.36m 的产品在光滑水平工作台 AB 上紧靠在一起排列成直线（不粘连） ，以 v0=0.6m/s 的速度向水平传送带运动，设当每个产品有一半长度滑上传送带时，该产品即刻受到恒定摩擦力 Ff=mg 而做匀加速运动，当产品与传送带间没有相对滑动时，相邻产品首尾间距离保持 2l（如图）被依次送入自动包装机 C 进行包装。观察到前一个产品速度达到传送带速度时，下一个产品刚好有一半滑上传送带而开始做匀加速运动。取 g=10m/s2。试求：(1)传送带的运行速度 v；(2)产品与传送带间的动摩擦因数 ：(3)满载工作时与空载时相比，传送带驱动电动机增加的功率 P；3(4)为提高工作效率

5、，工作人员把传送带速度调成 v=2.4m/s，已知产品送入自动包装机前已匀速运动，求第(3)问中的 P?第(3)问中在相当长时间内的等效 P?【来源】 【全国百强校】江西师范大学附属中学 2018 届高三最后一卷理科综合物理试题【答案】 (1)1.8m/s (2) =0.2 (3)9W (4)18W解法二：产品滑上传送带后做初速度为 v0的匀加速运动，设加速时间为 t，则从前一个产品加速开始，到下一个产品达到传送带速皮所用时间为 2t。对前一个产品对下一个产品且 x1-x2=3l解得 t=0.6s由速度公式得 v=v0+at由牛顿第二定律可知 Ff=ma联立代入 Ff=mg解得 =0.2【点睛

6、】关键是明确滑块在传送带的受力情况和运动情况，结合牛顿第二定律和运动学公式列式求解。4例 3、如图所示，光滑斜面与倾斜传送带在同一个平面内，传送带以速度 v0逆时针匀速转动，现有一滑块体从斜面上静止释放，若物体与传送带间的动摩擦因数恒定，规定沿斜面向下的速度方向的正方向，则物体在传送带上滑动时的速度随时间变化的图线可能是A. B. C. D. 【参考答案】ACD例 4、(2016 年全国普通高考重庆适应性测试（第三次）理科综合试题)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素为 ，小木块速度随5时间变化关系如图所示， v0、 t0已知，

7、则 A传送带一定逆时针转动 B 0tancosvgtC传送带的速度大于 v0 D t0后滑块的加速度为 2 gsin - 0vt【参考答案】AD考点：考查牛顿第二定律、匀变速直线运动.【名师点睛】本题的关键 1、物体的速度与传送带的速度相等时物体会继续加速下滑2、小木块两段的加速度不一样大 例 5 (2016 河北名校调研 )三角形传送带以 1 m/s 的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是 2 m 且与水平方向的夹角均为 37.现有两个小物块 A、 B 从传送带顶端都以 1 m/s 的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是 0.5，( g 取 10 m/s2，sin 370.6

8、，cos 370.8)下列说法正确的是( )6A物块 A 先到达传送带底端B物块 A、 B 同时到达传送带底端C传送带对物块 A、 B 均做负功D物块 A、 B 在传送带上的划痕长度之比为 13【参考答案】BCD例 6、(2016河北名校联盟)如图所示，光滑水平面与一倾斜运输带 MP 相接，运输带与水平面夹角 30，运输带顺时针运行的速率 v05 m/s.在水平面上的 N 点处放一质量 m0.4 kg 的小物体， N 点与运输带下端 M 点间距离 x2 m，现对小物体施加水平恒力 F10 N 作用至 M 点撤掉，连接点 M 处是平滑的，小物体在此处无碰撞能量损失小物体与运输带间的动摩擦因数为

9、，到达运输带最高点 P 时速36率恰好为零，取 g10 m/s 2，求：(1)小物体运动到 M 时的速度大小；(2)MP 之间的距离 L；(3)此过程中小物体与运输带间由于摩擦而产生的热量 Q.解析 (1)小物体从 N 至 M 点，由 Fx mv212得 v10 m/s(2)小物块与传送带共速前，受沿斜面向下摩擦力，做匀减速运动， mgsin mg cos ma17a17.5 m/s 2由 v v22 a1L120得 L15 m小物体与传送带共速后继续做减速运动，相对于传送带下滑，受沿斜面向上摩擦力，mgsin mg cos ma2加速度 a22.5 m/s 2由 0 v 2 a2L220得

10、L25 m则 L L1 L210 m答案 (1)10 m/s (2)10 m (3)6.67 J例 7、 （2018 郑州二模）如图所示，传送带水平部分的长度 l=4.5m，在电动机带动下匀速运行。质量M=0.49kg 的木块(可视为质点)静止在传送带左端的光滑平台上。质量为 m=10g 的子弹以 v=50m/s 的速度水平向右打入木块并留在其中，之后木块滑到传送带上，最后从右轮轴正上方的 P 点离开传送带做平抛运动，正好落入车厢中心点 Q。已知木块与传送带间的动摩擦因数 p=0.5，P 点与车底板间的竖直高度 H=1.8m，与车厢底板中心点 Q 的水平距离 x=1.2m，取 g=10m/s2

11、，求：8(1)木块从传送带左端到达右端的时间；(2)由于传送木块，电动机多消耗的电能【名师解析】例 8、 （2016 湖南十三校联考）如图所示，有一条沿顺时针方向匀速传送的传送带，恒定速度 v4 m/s，传送带与水平面的夹角 37，现将质量 m=1kg 的小物块轻放在其底端(小物块可视作质点)，与此同时，给小物块沿传送带方向向上的恒力 F8N，经过一段时间，小物块上到了离地面高为 h2.4 m 的平台上。已知物块与传送带之间的动摩擦因数 0.5， （ g 取 10 m/s2， sin370.6，cos370.8）.问：（1）物块从传送带底端运动到平台上所用的时间？（2）若在物块与传送带达到相同

12、速度时，立即撤去恒力 F，计算小物块还需经过多少时间离开传送带以及9离开时的速度？ 【参考答案】 （1）1.33s （2）0.85s【命题立意】本题旨在考查牛顿第二定律、匀变速运动、摩擦力（2）若达到速度相等后撤力 F，对物块受力分析，因为 ，故减速上行，得： a3=2m/s2。物块还需 t离开传送带，离开时的速度为 ，则：，=0.85s【举一反三】 （1）如果传送带是浅色的，而物体是一炭块，这一过程中，传送带上留下的有色痕迹有多长？10【热点感悟】力学中的传送带问题，一般归纳起来可分为三大类：水平放置运行的传送带；倾斜放置运行的传送带；平斜交接放置运行的传送带.在处理传送带问题时尤其要注意在

13、传送带上运行的物体所受摩擦力的突变.不论是水平的还是倾斜的传送带，其上的物体所受的摩擦力方向一定是与其相对运动的方向相反的.同时，解答这类习题一定要注意物体与传送带间相对运动的距离与物体或传送带对地的位移是不相同的，求产生热量时注意 Q fs 相对 中 s 相对 指相对路程，不是相对位移.1、如图所示，用传送带给煤车装煤，平均每 5 s 内有 5000kg 的煤粉落于车上，由于传送带的速度很小，可认为煤粉竖直下落。要使车保持以 0.5 m/s 的速度匀速前进，则对车应再施以向前的水平力的大小为（ ）A. 50N B. 250N C. 500N D. 750N【来源】北京市一零一学校 2018

14、届 3 月高三物理测试题2、如图所示，某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包，现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上，与传送带一起向上匀速运动，其间突遇故障，传送带减速直至停止。若上述匀速和减速过程中，麻袋包与传送带始终保持相对静止，下列说法正确的是( )A.匀速运动时，麻袋包只受重力与支持力作用B.匀速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上C.减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向下D.减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上练兵场113.如图所示，质量为 m 的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数为 ，当传送带分别以 v1、 v2的速度做逆时针运动时(

15、 v1 v2)，绳中的拉力分别为 F1、 F2，则下列说法正确的是( )A.物体受到的摩擦力 Ff1 Ff2B.物体所受摩擦力方向向右C.F1 F2D.传送带速度足够大时，物体受到的摩擦力可为 04.(多选)(2016广东中山模拟)如图 4 甲所示的水平传送带 AB 逆时针匀速转动，一物块沿曲面从一定高度处由静止开始下滑，以某一初速度从传送带左端滑上，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(图中取向左为正方向，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 10 m/s2。关于物块与传送带间的动摩擦因数 及物块在传送带上运动第一次回到传送

16、带左端的时间 t，下列计算结果正确的是( )A. 0.4 B. 0.2C.t4.5 s D.t3 s5.(多选)如图所示，传送带的水平部分长为 L，运动速率恒为 v，在其左端无初速放上木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为 ，则木块从左到右的运动时间可能是( )A. B. Lv v2 g Lv12C. D.2L g 2Lv6、如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角 30，皮带在电动机的带动下，始终保持 v02 m/s 的速率运行。现把一质量为 m10 kg 的工件(可视为质点)轻轻放在皮带的底端，经时间 1.9 s，工件被传送到 h1.5 m 的高处，取 g10 m/s 2。求：(1)工件与皮带间

17、的动摩擦因数；(2)工件相对传送带运动的位移。7.（湖北省黄冈市黄冈中学 2016 届高三 5 月第一次模拟考试理科综合物理试题） （13 分）质量为 m=20kg的物体在大小恒定的水平外力作用下，冲上一足够长从右向左以恒定速度 v0= -10 m/s 传送物体的水平传送带，从物体开始冲上传送带计时，物体的速度时间图象如图所示，已知 02.0s 内水平外力与物体运动方向相反，2.04.0s 内水平外力与物体运动方向相反，g 取 10m/s2。求：（1）物体与传送带间的动摩擦因数；（2）04.0s 内物体与传送带间的摩擦热 Q.8如图所示，水平传送带两端相距 x8 m，工件与传送带间的动摩擦因数

18、 0.6，工件滑上 A 端时速度 vA10 m/s，设工件到达 B 端时的速度为 vB。(取 g10 m/s 2)(1)若传送带静止不动，求 vB；(2)若传送带顺时针转动，工件还能到达 B 端吗？若不能，说明理由；若能，求到达 B 点的速度 vB；(3)若传送带以 v13 m/s 逆时针匀速转动，求 vB及工件由 A 到 B 所用的时间。v/ms-12 4-210O t/s右v0= -10 m/s左v139.如图所示，与水平面成 30的传送带正以 v3 m/s 的速度匀速运行， A、 B 两端相距 l13.5 m。现每隔 1 s 把质量 m1 kg 的工件(视为质点)轻放在传送带上，工件在传

19、送带的带动下向上运动，工件与传送带间的动摩擦因数 ，取 g10 m/s 2，结果保留两位有效数字。求：235(1)相邻工件间的最小距离和最大距离；(2)满载与空载相比，传送带需要增加多大的牵引力？10（江西省重点中学协作体 2016 届高三第二次联考理科综合物理试题） （12 分）如图所示，AB 为水平皮带传送装置的两端，物体与皮带的动摩擦因数为 0.2，在 A 端质量为 m=1kg 的物体以 v=5m/s 的速度滑上皮带，皮带立即以 2/3sm的加速度从静止开始向右匀加速运动，物块经 3s 到达 B 点。求：（1）AB 的距离；（2）物块与皮带摩擦产生的热量为多少？【参考答案】1.【答案】

20、C2.【参考答案】B【名师解析】传送带匀速运动时，麻袋包受力平衡，麻袋包除受重力、垂直斜面向上的支持力外，还要受沿斜面向上的静摩擦力的作用，选项 A 错误，B 正确；传送带向上减速运动时，麻袋包的加速度沿斜面向下，受到的摩擦力可能沿传送带向上、沿传送带向下或为零，选项 C、D 错误。3、 【参考答案】C144.【参考答案】BC5.【参考答案】ACD【名师解析】若木块一直匀加速，则有 L gt 2，得 t ；若到达传送带另一端时，速度恰好等于12 2L gv，则有 L t t，得 t ；若木块先匀加速经历时间 t1，位移为 x，再匀速经历时间 t2，位移为v v2 2LvL x，则有 v gt

21、1，2 gx v2， vt2( L x)，从而得 t t1 t2 。故选项 A、C、D 正确。Lv v2 g6.【名师解析】(1)由题意得，皮带长为： L 3 m。工件速度达到 v0之前，从静止开始做匀加hsin 30速运动，设匀加速运动的时间为 t1，位移为 x1，有： x1 vt1 t1v0215(2)在时间 t1内，传送带运动的位移为： x v0t11.6 m工件运动的位移为： x1 vt1 t10.8 mv02所以工件相对传送带运动的位移为： x x x10.8 m。答案 (1)0.866 (2)0.8 m7.【参考答案】(1) =0.3 (2) 2880J 【名师解析】设水平外力大小

22、为 F，由图象可知，02.0s 内物体做匀减速直线运动，加速度大小a1=5m/s2。由牛顿第二定律， F+f=ma1，24s 内物体做匀加速直线运动，加速度大小 a2=1m/s2。由牛顿第二定律， f- F=ma2，联立解得：f=60N。又 f=mg ， 解得 ： =0.3.16此过程中物体与传送带间的摩擦热 /22()Qfx Q2=1080J 04.0s 内物体与传送带间的摩擦热 Q= Q1+Q2=2880J 考点：牛顿第二定律的综合应用【名师点睛】此题是关于牛顿第二定律的综合应用问题；解题时主要是要搞清物体运动的物理过程，分析其受力情况；善于从给出的 v-t 图线中获取物体的运动信息；注意

23、摩擦生热等于摩擦力与相对位移的乘积.8. (3)物体速度达到 13 m/s 时所用时间为 t1 0.5 s，运动的位移为 x1 vAt1 at 5.75 m8 v vAa 12 21m，则工件在到达 B 端前速度就达到了 13 m/s，此后工件与传送带相对静止，因此物体先加速后匀速运动。匀速运动的位移 x2 x x12.25 m， t2 0.17 s， t t1 t20.67 s。x2v答案 (1)2 m/s (2)能，2 m/s (3)13 m/s 0.67 s179.【名师解析】(1)设工件在传送带加速运动时的加速度为 a，则 mg cos mgsin ma代入数据解得 a1.0 m/s

24、2刚放上下一个工件时，该工件离前一个工件的距离最小，且最小距离 dmin at212解得 dmin0.50 m当工件匀速运动时两相邻工件相距最远，则 dmax vt3.0 m。当工件与传送带相对静止后，每个工件受到的静摩擦力 Ff0 mgsin ，所有做匀速运动的工件对传送带的总静摩擦力 Ff2 n2Ff0与空载相比，传送带需增大的牵引力F Ff1 Ff2联立解得 F33 N。答案 (1)0.50 m 3.0 m (2)33 N10.【参考答案】 （1）14m（2）9J【名师解析】(1)物体与皮带速度相等时有：tv32-5得：st1smv/34125此后 2s，物体向右加速，但 22/3/smga所以物体与皮带仍然有相对运动s02321AB 距离： 14sm18考点：牛顿第二定律的综合应用【名师点睛】此题是典型的牛顿第二定律的应用习题；关键是搞清物体在传送带上运动的过程，分阶段研究物体的运动情况；同时知道摩擦生热等于摩擦力与相对位移的乘积.