2022年新课标高中物理模型与方法06 传送带模型学生版

文档来源网络整理侵权必删PAGE1专题06传送带模型目录【解决传送带问题的几个关键点】 1【模型一】水平传动带模型上物体的常见运动 1【模型二】倾斜传送带模型上物体的常见运动 41.倾斜传送带——上传模型 42.倾斜传送带——下载 7【解决传送带问题的几个关键点】Ⅰ、受力分析（1）“带动法”判断摩擦力方向：同向快带慢、反向互相阻；（2）共速要突变的三种可能性：①滑动摩擦力突变为零；②滑动摩擦力突变为静摩擦力；③方向突变。Ⅱ、运动分析（1）参考系的选择：物体的速度、位移、加速度均以地面为参考系；痕迹指的是物体相对传送带的位移。（2）判断共速以后一定与传送带保持相对静止作匀速运动吗？（3）判断传送带长度——临界之前是否滑出？Ⅲ、画图画出受力分析图和运动情景图，特别是画好v-t图像辅助解题，注意摩擦力突变对物体运动的影响，注意参考系的选择。【模型一】水平传动带模型上物体的常见运动项目情景1：轻放情景2：同向情景3：反向图示滑块可能的运动情况(1)可能滑块一直加速；(2)可能滑块先加速后匀速；(1)v0<v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速；(2)v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速．

(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．其中v0>v和v0<v两种情况下滑块回到右端时有何不同？【模型演练1】(2020·广东湛江市二模)如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速度v1运行.初速度大小为v2的小物块从与传送带等高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，小物块在传送带上运动的v－t图象(以地面为参考系)如图乙所示.已知v2>v1，则()A.t2时刻，小物块离A处的距离达到最大B.t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C.0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D.0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用【模型演练2】(2020·金华一中模拟)如图所示，水平传送带A、B两端相距s＝3.5m，工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，工件滑上A端的瞬时速度vA＝4m/s，到达B端的瞬时速度设为vB，下列说法错误的是()A．若传送带不动，则vB＝3m/sB．若传送带以速度v＝4m/s逆时针匀速转动，则vB＝3m/sC．若传送带以速度v＝2m/s顺时针匀速转动，则vB＝3m/sD．若传送带以速度v＝2m/s顺时针匀速转动，则vB＝2m/s【模型演练3】(2020·安徽庐巢七校联盟联考)如图所示，水平方向的传送带顺时针转动，传送带速度大小v1＝2m/s不变，两端A、B间距离为3m．一物块从B端以初速度v0＝4m/s滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.4，g取10m/s2.物块从滑上传送带至离开传送带的过程中，速度随时间变化的图象是下列图中的()【模型演练4】（2021·吉林省榆树一中高三上学期1月期末）如图所示，水平传送带两段AB的距离是2.0m，以恒定的速率2.0m/s顺时针转动。现将一质量为0.5kg的小滑块轻放在A端，小物块与传送带之间的动摩擦因数为0.4，小物块可作为质点，小物块到达B端的时间t和速度v是（）A．t=1.0s B．t=1.25s C．v=4.0m/s D．v=2.0m/s【模型演练5】(多选)(2021·遂宁模拟)如图甲所示，一水平传送带沿顺时针方向旋转，在传送带左端A处轻放一可视为质点的小物块，小物块从A端到B端的速度—时间变化规律如图乙所示，t＝6s时恰好到B点，重力加速度g取10m/s2，则()A.物块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.1B.A、B间距离为16m，小物块在传送带上留下的痕迹是8mC.若物块质量m＝1kg，物块对传送带做的功为8JD.若物块速度刚好到4m/s时，传送带速度立刻变为零，物块不能到达B端【模型演练6】（2021·山西省运城市稷山中学高三上学期12月月考）如图所示，将一质量为m的滑块轻轻放置于传送带的左端，已知传送带以速度v0顺时针运动，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ，传送带左右距离足够长，重力加速度为g。从滑块放上去开始计时，在t时刻突然断电，传送带以大小为a的加速度匀减速至停止。关于滑块放上去后受到的摩擦力，下列说法正确的是（）A.滑块始终没有受到静摩擦力作用B.滑块刚放上去时受到的滑动摩擦力为μmgC.滑块受到的摩擦力一直不变D.传送带减速时滑块受到的摩擦力可能变为ma【模型演练7】（2021·江西省赣州市十五县市十六校高三上学期11月期中）如图，水平皮带匀速向右运动，速度大小v1=2m/s，A、B两轮间的距离为4m，在右端一物块以v2=3m/s的滑上皮带，物体与皮带间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（）A.物块在皮带上滑动时加速度的大小是2m/s2B.物块经t=2s速度减为零C.物块能滑过B轮D.物块返回到A轮时的速度大小仍是3m/s的【模型演练8】(2020·全国卷Ⅲ·25改编)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＝10kg的载物箱(可视为质点)，以初速度v0＝5.0m/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＝10m/s2.(1)若v＝4.0m/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.【模型二】倾斜传送带模型上物体的常见运动项目情景1：上传情景2：下载情景2：反向图示滑块可能的运动情况(1)可能一直加速；(2)可能先加速后匀速；(3)还有其他结论吗？(1)可能一直加速；(2)可能先加速后匀速；(3)可能先以a1加速后以a2加速．(1)可能一直加速； (2)可能一直匀速； (3)可能先减速后反向加速1.倾斜传送带——上传模型受力分析运动分析（先加后共）难点问题μ>tanθf=μmgcosθf=μmgcosθf突变为静f'=mgsinθvvLθttOv共速痕迹av传送带物体t1t2①滑动摩擦力f=μmgcosθ②加速度a=g(μcosθ-sinθ)③上传条件：μ>tanθ④共速摩擦力突变为静摩擦力f'=mgsinθ受力分析运动分析（一直加速）难点问题μ<tanθaaf=μmgcosθvv'LθttOvav传送带物体t1L⑤μ<tanθ，物体向下加速⑥加速度a=g(μcosθ-sinθ)⑦物体向下位移为L⑧物体运动时间、末速度与传送带快慢无关【模型演练1】(多选)(2020·山东省实验中学高三)如图甲所示，一足够长的传送带倾斜放置，以恒定速率v＝4m/s顺时针转动.一煤块以初速度v0＝12m/s从A端冲上传送带，煤块的速度随时间变化的图象如图乙所示，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，sin53°＝0.8，则下列说法正确的是()A.倾斜传送带与水平方向的夹角θ＝37°B.煤块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5C.煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为4sD.煤块在传送带上留下的痕迹长为(12＋4eq\r(5))m【模型演练2】(2020·山东济宁市质检)如图所示，与水平面夹角θ＝37°的倾斜传送带以v0＝2m/s的速度沿顺时针方向转动，小物块A从传送带顶端无初速度释放的同时，小物块B以v1＝8m/s的速度从底端滑上传送带.已知小物块A、B质量均为m＝1kg，与传送带间的动摩擦因数均为μ＝0.5，小物块A、B未在传送带上发生碰撞，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)小物块B向上运动过程中平均速度的大小；(2)传送带的长度l应满足的条件.【模型演练3】（2021沈阳重点高中8月检测）如图所示为某工厂的货物传送装置，倾斜运输带AB和斜面BC与水平面成=37°角，A点到B点的距离为x=6.25m，B点到C点的距离为L=1.25m，运输带顺时针方向运行速度恒为v0=5m/s，现将一质量为m的小物体轻轻放于A点，小物体恰好能到达最高点C点，已知小物体与斜面间的动摩擦因数，求：（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，空气阻力不计）（1）小物体运动到B点时的速度v的大小；（2）小物体与运输带间的最小的动摩擦因数；（3）小物体从A点运动到C点所经历的最长时间t。【模型演练4】如图所示为传送带传输装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角θ＝37°，A、B两端相距L＝5.0m，质量M＝10kg的物体以v0＝6.0m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数处处相同，均为0.5。传送带顺时针运转的速度v＝4.0m/s。(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)物体从A点到达B点所需的时间；(2)若传送带顺时针运转的速度可以调节，物体从A点到达B点的最短时间是多少？2.倾斜传送带——下载受力分析运动分析难点问题μ≥tanθf=μmgcosθf=μmgcosθf突变为静f'=mgsinθvvLθ(ttOv共速痕迹av传送带物体t1t2①滑动摩擦力f=μmgcosθ②加速度a=g(μcosθ+sinθ)③共速后，若μ≥tanθ一起匀速，摩擦力突变为静摩擦力f'=mgsinθμ<tanθf=μmgcosθf=μmgcosθf方向突变f'=μmgcosθvvLθ(ttOv共速痕迹1av传送带物体t1t2物体2a'④共速后，若μ<tanθ继续加速，滑动摩擦力方向突变、大小不变，加速度a'=g(sinθ-μcosθ)⑤痕迹问题：共速前，x传>x物，痕迹Δx1=x传-x物，共速后，x物>x传，痕迹Δx2=x物-x传，总痕迹取二者中大的那一段【模型演练1】(2021黑龙江大庆市重点高中开学调研)如图所示，传送带与地面夹角θ＝37°，从A到B长度为L＝16m，传送带v0＝10m/s的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速地放一个质量为m＝0.5kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5。煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知sin37°＝0.6，g＝10m/s2，求：(1)煤块从A到B的时间；(2)煤块从A到B的过程中传送带上形成痕迹的长度。【模型演练2】(多选)(2020·四川泸州市质量检测)如图所示，两倾斜的传送带与水平面间的夹角均为θ，图甲中传送带逆时针转动、图乙中传送带顺时针转动，速度大小均为v1.使两个完全相同的木块从传送带顶端A点以初速度v0沿传送带向下运动，两木块与传送带间的动摩擦因数均为μ，已知v1>v0，μ>tanθ.若两木块都能到达传送带底端B点，甲图木块到达底端B点的速度大小为v甲，乙图木块到达底端B点的速度大小为v乙.则()A.v甲一定大于v乙 B.v甲可能小于v乙C.v甲可能大于v1 D.v乙一定小于v1【模型演练3】(2020·全国名校11月大联考)传送带在工农业生产和日常生活中都有广泛的应用，例如在港口用传送带装卸货物，在机场用传送带装卸行李等，为人们的生活带来了很多的便利．如图1甲所示，为一传送带输送货物的简化模型：长为L的传送带与水平面夹角为θ，传送带以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小物块，小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)．图乙为小物块运动的v－t图象．重力加速度为g，根据以上信息可以判断出()A．小物块开始运动的加速度为gsinθ－μgcosθB．小物块与传送带之间的动摩擦因数μ＜tanθC．t0时刻，小物块的速度为v0D．传送带始终对小物块做正功【模型演练4】传送带与水平面夹角为37°，传送带以10m/s的速率运动，传送带轮沿顺时针方向转动，如图所示．今在传送带上端A处无初速度地放上一个质量为m＝0.5kg的小物块，它与传送带间的动摩擦因数为0.5，若传送带A到B的长度为16m，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则物块从A运动到B的过程中()A．物块先加速后匀速B．物块刚放上传送带时的加速度大小为2m/s2C．物块到B点时的速度大小为10m/sD．物块全程用时2s【模型演练5】(2020·四川省宜宾市普通