2020年高考物理考点练习3.17 传送带问题(能力篇)(解析版)

1、2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第三部分牛顿运动定律专题3.17传送带问题（能力篇）一选择题1.（6分）（2019石家庄二模）传送带在工农业生产和日常生活中都有着广泛的应用。如图甲，倾角为0的传送带以恒定速率逆时针转动，现将m=2kg的货物放在传送带上的A点，货物与传送带的速度v随时间t变化的图象如图乙，整个过程传送带是绷紧的，货物经过1.2s到达B点，已知重力加速度g=10m/s2.下列说法正确的是（）A.货物在0.2-1.2s内的加速度大小为1m/s2B. A、B两点的距离为1.5mC. 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2.4JD. 货物从A运动到B

2、的过程中，传送带对货物做的功为6.4J【参考答案】AC名师解析】由加速度的定义知：货物在0.2-1.2s内的加速度为:a_Av_2-1a2_1.27.2m/s2=1m/s2，故A正确；物块在传送带上先做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度，仍做匀加速直线运动，所以物块由A到B的间距对应图象所围梯形的“面积”，为：x_*x1x0.2+*x（1+2）x1_1.6m。故B错误；由v-t图象可知，物块在传送带上先做a1匀加速直线运动，加速度为：a_¥_5m/s2，对物体受摩擦力，方向向下,重力和支持力，得：mgsin0+pmgcos0_ma同理，做a2的匀加速直线运动，对物体受力分析受摩擦力

3、，方向向上，重力和支持力，得:mgsinO-ymgcosO_ma2联立解得：sin0_0.3,ygcos0_2.根据功能关系，货物与传送带摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对位移，f_ymgcos0_4N,做a1匀加速直线运动，位移为：Xj_x1x0.2_0.1m，皮带位移为：x+_1x0.2_0.2m,相对位移为：x1_x-xt_0.212皮1皮1-O.l=O.lm,同理：做a匀加速直线运动，位移为：xo=x(1+2)xl=1.5m,x=1x1=1m，相对位222皮2移为：AXcUXc-x=0.5m,故两者之间的总相对位移为：x=Axi+Ax2=0.6m,22皮2l2货物与传送带摩擦产生的热量为

4、：Q=W=仏x=4xO.6J=2.4J,故C正确；根据功能关系，由C中可知：f=ymgcosO=4N，做a1匀加速直线运动，由图象知位移为：xi=0.1m,物体受摩擦力，方向向下，摩擦力做正功为：Wf1=fX=4x0.1=0.4J,同理做a2匀加速直线运动，由图象知位移为：x2=1.5m，物体受摩擦力，方向向上，摩擦力做负功为：Wf2=-fx2=-4x1.5=-6J,所以整个过程，传送带对货物做功大小为：6J-0.4J=5.6J,故D错误。2.(2019山东大联考三模)如图所示，白色传送带A、B两端距离L=14m，以速度v=8m/s逆时针匀速转动，并且传送带与水平面的夹角为0=37°

5、，现将一质量为m=2kg的煤块轻放在传送带的A端，煤块与传送带间动摩擦因数卩=0.25,>取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则下列叙述正确的是()A. 煤块从A端运动到B端所经历时间为"B. 煤块运动到B端时重力的瞬时功率为120WC. 煤块从A端运动到B端在传送带上留下的黑色痕迹为4mD. 煤块从A端运动到B端因摩擦产生的热量为8J【参考答案】C【名师解析】煤块放在传送带后受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用，一定先向下做匀加速直线运动。设经过时间t1,煤块的速度与传送带相同，匀加速运动的加速度大小为a1,则根据牛顿第二定律得：mg

6、sin0+gmgcos0=ma1，可得a1=g(sin0+ycos0)=8m/s2由vaj得q=1s，此过程通过的位移大小为X=二t=4mVL。由于mgsin0>ymgcos0.故煤块速度大小等于传送带速度大小后，继续匀加速向下运动，受到的滑动摩擦力沿斜面向上。设煤块接着做匀加速运动的加速度为a2，运动的时间为t2，则mgsin0-pmgcos0=ma2，可得a2=g(sin0-gcos0)=4m/s2由L-X=v0t2+丁.疋主，代入数据得：t2=1s。故煤块从A到B的运动时间是t=t+t2=2s。故A错误。煤块从A端运动到B端时速度v=v0+a2t2=12m/s，此时重力的瞬时功率为

7、P=mgvsinO=144W,故B错误。由于两个过程煤块与传送带间的相对位移大小(vN-X)】(L-x1)-v0t2,所以煤块从A端运动到B端留下的黑色痕迹长度为S=v0t1-x1=4m。故C正确。煤块从A端运动到B端因摩擦产生的热量为Q=ymgcosO(v0t-x)+(L-X)-v0t2,代入数据解得：Q=24J，故D错误。【关键点拨】对煤块进行受力分析，开始时，受到重力、支持力、向下的滑动摩擦力，处于加速阶段；当速度等于传送带速度时,根据重力的下滑分力与最大静摩擦力的关系,分析木块能否匀速下滑,否则,继续加速。根据位移公式求解时间，从而求得总时间。由速度公式求解煤块从A端运动到B端时的速度

8、，由P=mgvsinO求重力的瞬时功率。黑色痕迹的长度等于煤块与传送带间相对位移的大小。因摩擦产生的热量等于摩擦力与相对位移的乘积。解决本题的关键理清煤块在传送带上的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。要注意摩擦生热与相对路程有关。3.(2018烟台一模)如图所示，水平传送带匀速运动，在传送带的右侧固定一弹性挡杆.在t=0时亥0,将工件轻轻放在传送带的左端，当工件运动到弹性挡杆所在的位置时与挡杆发生碰撞，已知碰撞时间极短，不计碰撞过程的能量损失.则从工件开始运动到与挡杆第二次碰撞前的运动过程中，工件运动的vt图象下列可能的是()【参考答案】C【名师解析】工件与弹性挡杆发生碰撞，作用时间短，没有能量损失，故工件的速度反向，A、B选项错误；工件匀速运动之前和碰撞后均受到摩擦力作用，两过程中摩擦力大小不变，加速