新高考物理二轮专题复习精练专题18 传送带模型（原卷版）

专题十八、传送带模型第一部分织网点睛，纲举目张模型一动力学中的传送带模型动力学中的传送带模型是力学中的基本模型，主要考查对牛顿第二定律、匀变速直线运动规律的理解，涉及摩擦力、相对运动等的分析，知识综合性较强，试题难度往往较大。模型二与动量、能量有关的传送带模型滑上传送带的物体获取初速度的过程常涉及动量定理和动量守恒定律。滑上传送带的物体在滑动过程中因滑动摩擦力做功，常涉及能量的转移或转化问题。所以与动量、能量有关的传送带模型往往是综合性较高的试题，难度一般在中等偏上。传送带中的功能关系第二部分实战训练，高考真题演练1.（11分）（2021新高考辽宁卷）机场地勤工作人员利用初速度从飞机上卸行李。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。工作人员沿传送带方向以速度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。2．(2020·全国卷Ⅲ)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；(3)若v＝6.0m/s，载物箱滑上传送带Δt＝eq\f(13,12)s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。第三部分思路归纳，内化方法1,物体在传送带上运动时，物体与传送带速度相等的时刻是摩擦力发生突破的时刻，也是物体运动分段的关键点。2.对于倾斜传送带(1)根据初始条件分析清楚物体与传送带的相对运动情况，从而确定物体是否受到滑动摩擦力作用。(2)当物体的速度与传送带速度相等时，要判断物体能否与传送带保持相对静止。第四部分最新模拟集萃，提升应试能力1.（2023重庆第二次质检）生产生活中，有的场所需要将物品运送到高处，有的场所需要将物品运送到低处。现有如图甲、乙所示完全相同的物块和皮带传送装置，图甲装置将物块无初速放到传送带最低端，送往最高端；图乙装置将物块无初速放到传送带最高端送往最低端。设定两传送带以相同恒定速率运行，已知传送带足够长。物块从传送带一端到达另一端点经过的时间分别为t甲、t乙，在物块与传送带相对运动过程中，物块与传送带间摩擦生热的平均热功率分别为P甲、P乙。则（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<02.（2023湖南永州一模）如图所示，用与水平面成SKIPIF1<0角的传送带输送货物，传送带以SKIPIF1<0的速度顺时针运行，地勤人员将一质量SKIPIF1<0的货物以初速度SKIPIF1<0从底部滑上传送带，货物恰好能到达传送带的顶端。已知货物与传动带之间的动摩擦因数为SKIPIF1<0，取重力加速度SKIPIF1<0，下列正确的是（）A.货物在传送带上一直向上做匀减速直线运动B.传送带从底端到顶端的长度是SKIPIF1<0C.货物在传动带上运动的时间为SKIPIF1<0D.货物在传动带上向上运动的过程中由于摩擦产生的热量为SKIPIF1<03.（2023陕西渭南市咸林中学摸底）如图甲所示，水平放置的传送带在电机的作用下一直保持速度SKIPIF1<0顺时针转动，两轮轴心间距为SKIPIF1<0，质量为SKIPIF1<0的物块（视为质点），以速度v1从左轮的正上方水平向右滑上传送带，经过时间SKIPIF1<0到达右轮的正上方，物块与传送带间的动摩擦因数为SKIPIF1<0，物块和传送带的SKIPIF1<0图像如图乙所示，重力加速度SKIPIF1<0，对此过程，下列说法正确的是（）

A.传送带对物块做的功为5JB.物块对传送带做的功为4JC.物块与传送带之间因摩擦产生热量5JD.传送带对物块摩擦力冲量大小为SKIPIF1<04.（2023辽宁铁岭六校协作体联考）如图所示，光滑水平面MA上有一轻质弹簧，弹簧一端固定在竖直墙壁上，弹簧原长小于MA。A点右侧有一匀速运动的水平传送带AB，传送带长度l＝2m，速度SKIPIF1<0，一半径为R＝0.5m的光滑半圆轨道BCD在B点与传送带相切，轨道圆心为O，OC水平。现用一质量为m＝2kg的物块（可看做质点）压缩弹簧，使得弹簧的弹性势能为SKIPIF1<0。由静止释放物块，已知物块与传送带之间的动摩擦因数为SKIPIF1<0，g取SKIPIF1<0，关于物块的运动，下列说法正确的是（）A.物块能运动到半圆轨道最高点DB.物块运动到B点的速度为SKIPIF1<0C.物块运动到C点时对轨道压力为60ND.若传送带速度变为v＝2m/s，物块在B点右侧不会脱离轨道5.（12分）(2023江西宜春重点高中期中)如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道竖直固定，其末端B切线水平。一质量为m，可看成质点的滑块从轨道上的A点由静止滑下。若传送带静止，滑块恰能运动到C点停止；当传送带以速度SKIPIF1<0顺时针转动时，滑块到C点后做平抛运动，通过光滑圆弧装置无机械能损失的滑上静止在光滑水平地面上的长木板，长木板运动到H时与固定挡板碰撞粘连。长木板质量M=2m，板长l=6.5R，板右端到挡板的距离L在R<L<5R范围内取值，滑块与水平传送带、长木板间的动摩擦因数均为μ=0.5，挡板和长木板等高且上表面光滑，传送带右端点C距长木板。如图中高度h=4R，重力加速度大小为g，求∶（1）传送带BC两点间的距离x；（2）传送带以速度SKIPIF1<0顺时针转动时，从A到C滑块与传送带间产生的内能；（3）讨论滑块从滑上长木板到离开长木板右端的过程中，克服摩擦力做的功Wf与L的关系。6．（16分）(2023甘肃名校期中)如图所示，质量为m的滑块A，在水平力F作用下静止在倾角为θ在光滑斜面上，斜面的末端B与水平传送带相接，传送带的运行速度为v0，长为L；传送带右端与光滑的水平轨道平滑连接，水平轨道上有质量为2m的n个小滑块，依次编号为B1、B2、B3、B4....Bn，今将水平力撤去，当滑块A滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同，己知滑块A与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，滑块间的碰撞均为弹性碰撞，求：（1）滑块A下滑的可能高度；（2）滑块A第一次与滑块B1碰撞后瞬间，A和B1的速度大小及方向。（3）若A与滑块B1碰撞n次后停止运动，滑块B1最终速度及被碰撞的次数。7．（12分）(2023广东佛山重点高中月考)如图所示，一足够长的水平传送带以速度v=2m/s匀速运动，质量为m1=1kg的小物块P和质量为m2=1.5kg的小物块Q由通过定滑轮的轻绳连接，轻绳足够长且不可伸长。某时刻给P、Q同时提供等大的初速度v0=4m/s，使Q竖直向上运动、P从传送带左端冲上传送带，P与定滑轮间的绳子水平。已知物块P与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度为g=10m/s2，不计滑轮的质量与摩擦，整个运动过程中物块Q都没有上升到定滑轮处。求：(1)物块P在传送带上向右运动的最大距离x；(2)物块P离开传送带时的速度。8.（2023四川内江一中入学考试）如图所示，倾角为37°长为l=16m的传送带，转动速度为v=10m/s，在传送带顶端A处无初速度地释放一个质量为m=0.5kg的物体，已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（）A.传送带顺时针转动时，物体从顶端A无法滑到底端BB.传送带顺时针转动时，物体从顶端A滑到底端B的时间为4sC.传送带逆时针转动时，物体从顶端A滑到底端B先做匀加速后匀速运动D.传送带逆时针转动时，物体从顶端A滑到底端B的时间为2.1s9.（2023济南重点高中质检）如图所示，传送带底端A点与顶端B点的高度差为h，传送带在电动机的带动下以速率v匀速运动。现将一质量为m的小物体轻放在传送带上的A点，物体在摩擦力的作用下向上传送，在到达B点之前，已经与传送带共速，物体与传送带因摩擦产生的热量为Q。则在传送带将物体从A送往B的过程中，下列说法正确的是（）A.物体与传送带因摩擦产生的热量为SKIPIF1<0B.传送带对物体做功为SKIPIF1<0C.传送带对物体做功为SKIPIF1<0D.为传送物体，电动机需对传送带额外做功SKIPIF1<010．（2023南京六校联考）如图所示，传送带与水平方向成SKIPIF1<0角，顺时针匀速转动的速度大小为SKIPIF1<0，传送带长SKIPIF1<0，光滑水平面上有一块木板，其上表面粗糙，且与传送带底端B以及右侧固定半圆形光滑轨道槽的最低点C等高，槽的半径SKIPIF1<0.质量SKIPIF1<0的物块（可视为质点）从A端由静止释放沿传送带下滑，在底端B滑上紧靠传送带上表面的静止木板，木板质量为SKIPIF1<0，木板长度SKIPIF1<0，不考虑物块滑上木板时的机械能损失，物块滑到木板最右端时，木板恰好撞上半圆槽，木板瞬间停止运动，物块进入半圆形光滑轨道槽运动．已知物块与传送带间的动摩擦因数SKIPIF1<0，物块与木板间的动摩擦因数SKIPIF1<0．取重力加速度SKIPIF1<0．求：（1）物块从A运动到B经历的时间t；（2）物块从A运动到B与传送带摩擦产生的热量Q；（3）判断物块能否通过半圆槽的最高点D，若能，求出物块经过D点的速度；若不能，求出物块离开半圆槽的位置．11（2023吉林一模）在日常生活和生产中，常用传送带运送物体。如图所示，一水平传送带以v=2.0m/sQUOTEv=2.0m/s的速度匀速运动，现把小物块QUOTE(（可视为质点）QUOTE)无初速地轻放在传送带的左端QUOTEAA处，经过一段时间，小物块到达传送带的右端BQUOTEB处。AQUOTEA、BQUOTEB间距离L=6.0mQUOTEL=6.0m，小物块质量为m=1Kg，小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.10QUOTEμ=0.10，取重力加速度g=10m/s2QUOTEg=10m/s2。

QUOTE(1)（1）求小物块从AQUOTEA运动到BQUOTEB所用的时间tQUOTEtQUOTE(2)（2）求小物块从AQUOTEA运动到B因摩擦所产生的热QQUOTE)12.（2023湖北八市重点中学联考）如图所示，倾斜传送带与水平面的夹角，劲度系数的轻质光滑弹簧平行于传送带放置，下端固定在水平地面上，另一端自由状态时位于Q点。小滑块质量，放置于传送带P点，滑块与传送带间的滑动摩擦因数。已知传送带足够长，最大静摩擦力可认为和滑动摩擦力相等，整个过程中小滑块未脱离传送带，弹簧处于弹性限度内，弹簧的弹性势能，x为弹簧的形变量(重力加速度g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8）(1)若传送带静止不动，将小滑块无初速放在P点，PQ距离，求小物块滑行的最大距离；(2)若传送带以速度逆时针传动，将小滑块无初速放在P点，PQ距离，求小物块滑行的最大距离。13．（17分）（2023广东名校月考）如图所示，倾角为SKIPIF1<0，腰长为SKIPIF1<0=5.25m的光滑等腰三角形斜面固定在水平面上，一长为SKIPIF1<0=9m的轻质绸带跨过斜面的顶端对称铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦。现将质量分别为SKIPIF1<0=1.5kg、SKIPIF1<0=1kg的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带的中点上．两物块与绸带间的动摩擦因数SKIPIF1<0相等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．若将小物块视为质点，（SKIPIF1<0SKIPIF1<0=10m/s2）问：(1)若物块SKIPIF1<0与绸带不发生相对滑动，它们共同运动的加速度大小为多少？且此时SKIPIF1<0与绸带间摩擦力的大小为多少？(2)欲使物块SKIPIF1<0与绸带不发生相对滑动，物块与绸带间的动摩擦因数需要满足什么条件？(3)若SKIPIF1<0物块从释放到斜面底端用时为多少？14.（2023天津名校月考）如图1所示为地铁的包裹安检装置，其传送包裹部分可简化为如图2所示的传送带示意图。若安检时某乘客将可视为质点的包裹静止放在传送装置的最左端，传送装置始终以v0＝0.5m/s的速度顺时针匀速运动，包裹与传送装置间的动摩擦因数为μ＝0.05，传送装置全长l＝2m，包裹传送到最右端时乘客才能将其拿走，重力加速度g＝10m/s2。（1）求当包裹与传送装置相对静止时，包裹相对于传送装置运动的距离；（2）若乘客将包裹放在传送装置上后，立即以v＝1m/s的速度匀速从传送装置最左端走到传送装置的最右端，求乘客要想拿到包裹，需要在传送装置最右端等待的时间。15.（2023湖南顶级名校质检）如图所示，长为L2=2m的水平传送带以v=2m/s的速度匀速转动，紧靠传送带两端的水平面上各静止一个物块B和C，mB=mC=1.0kg。在距传送带左端s=0.5m的水平面上放置一竖直固定弹性挡板，物块与挡板碰撞后会被原速率弹回，右端有一倾角为37°且足够长的粗糙倾斜轨道de，斜面底端与传送带右端平滑连接。现从距斜面底端L1=2m处由静止释放一质量mA=0.6kg的滑块A，一段时间后物块A与B发生弹性碰撞，碰撞时间忽略不计，碰撞后B滑上传送带，A被取走。已知物块B、C与传送带间的动摩擦因数μ1=0.2，与水平面间的动摩擦因数μ2=0.02，物块A与斜面间的动摩擦因数μ3=0.25，物块间的碰撞都是弹性正碰，不计物块大小，g取10m/s2。sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）物块A与物块B相碰前物块A的瞬时速度大小；（2）物块B与物块C第一次碰撞前，物块B在传送带上滑行过程中因摩擦产生的内能；（3）整个过程中，物块C与挡板碰撞的次数；（4）整个过程中，物块B在传送带上滑行的总路程。16.（2023南昌二中开学质检）如图所示，三角形传送带以SKIPIF1<0的速度顺时针匀速转动，传送带两边倾斜部分的长度都是SKIPIF1<0，且与水平方向的夹角均为SKIPIF1<0。现有两个质量均为SKIPIF1<0的可视为质点的物体A和B，从传送带顶端处都以SKIPIF1<0的对地初速度同时分别沿传送带两倾斜部分下滑，两个物体与传送带间的动摩擦因数都是SKIPIF1<0。（取SKIPIF1<0，SKIPIF1<0），求：（1）A、B两物体到达传送带底端的时间差；（2）A、B两物体整个下滑过程中因摩擦产生的总热量。。17．（14分）（2023江西红色十校第一次联考）如图，用水平传送带向右运送货物，传送带左、右端点A、B间距为SKIPIF1<0，装货物的凹形薄木箱质量为SKIPIF1<0、长度SKIPIF1<0。现将质量SKIPIF1<0的货物放入静止的木箱，木箱左侧位于A端。货物恰与木箱左侧壁接触。放入货物后，传送带由静止开始依次做匀加速运动、匀速运动和匀减速运动直到静止，木箱在传送带匀速运动中的某时刻与传送带共速，且停止运动时其右侧刚好到达B端，该过程中，传送带减速段、加速段的加速度大小均为SKIPIF1<0，最大速度SKIPIF1<0。已知木箱与货物间的动摩擦因数SKIPIF1<0，木箱与传送带间的动摩擦因数SKIPIF1<0，重力加速度g取SKIPIF1<0，货物可视为质点，货物与木箱间的碰撞为时间极短的完全非弹性碰撞，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：（1）传送带加速运动过程中，木箱侧壁对货物的作用力大小；（2）传送带减速运动过程中，系统因摩擦产生的热量；（3）传送带匀速运动的时间。18.（14分）（2023江苏扬州市宝应县期初检测）如图所示，水平地面上有一倾角θ=37°的传送带，现让一小煤块以v1=8m/s从传送带的底端滑上传送带，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，且传送带足够长，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。求：（1）若传送带静止，煤块滑动最高点所用时间；（2）若传送带以v2=2m/s顺时针旋转，煤块向上滑行的最大距离。（3）若传送带以v3=10m/s顺时针旋转，煤块到达最高点时传送带上的滑痕长度。vv1θ19.（2023重庆南开中学第一次质检）如图所示，倾角SKIPIF1<0的传送带，正以速度SKIPIF1<0顺时针匀速转动。长度SKIPIF1<0，质量为m的木板轻放于传送带顶端，木板与传送带间的动摩擦因数SKIPIF1<0，当木板前进SKIPIF1<0时机器人将另一质量也为m（形状大小忽略不计）的货物轻放在木板的右端，货物与木板间的动摩擦因数SKIPIF1<0，从此刻开始，每间隔SKIPIF1<0机器人将取走货物而重新在木板右端轻放上相同的货物（一共放了两次货物），重力加速度为SKIPIF1<0，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，传送带足够长，求：（1）木板前进SKIPIF1<0时的速度大小；（2）取走第一个货物时，木板的速度大小；（3）取走第二个货物时，木板的速度大小。

.20.（2023济南重点高中质检）如图甲所示，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＝－10m/s运行的水平传送带，从物体冲上传送带开始计时，物体的速度-时间图像如图乙所示，已知0～4s内水平外力方向始终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）0～4s内物体与传送带间的摩擦热Q。21．（15分）（２０２３南京镇江１０月学情调研）如图所示，装置由光滑的四分之一圆弧轨道SKIPIF1<0、水平传送带SKIPIF1<0组成，圆弧轨道和传送带在B点平滑连接。一质量为SKIPIF1<0的滑块