2020年高考物理考点练习3.17传送带问题(能力篇)(解析版)

1、20202020 年高考物理 100100 考点最新模拟题千题精练第三部分牛顿运动定律专题 3.173.17 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B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（）2A .货物在 0.2 - 1.2s 内的加速度大小为 1m/sB . A、B 两点的距离为 1.5mC 货物从

2、 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 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：a2m/s2= 1m/s2，故 AAt 1.2-0.2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=丄X1X0.2+丄X（1+2）Xl= 1.6m。故 B 错误；由 v - t 图象2 2可知，物块在传送带上先做 a1匀加速直线运动，加速度为：a1= = 5m/s2，对物体受

3、摩擦力，方向向下，At重力和支持力，得： mgsinB+卩 mgcos# ma1同理，做 a2的匀加速直线运动，对物体受力分析受摩擦力，方向向上，重力和支持力，得：mgsinB-卩 mgcosQ=ma2联立解得：sin = 0.3, gcos = 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=imgcos= 4N，做 a1匀加速直线运动，位移为： 乂1=丄X1X0.2 = 0.1m，皮带位移为：x皮=1X0.2= 0.2m，相对位移为：1= x皮-X1= 0.22-0.1 = 0.1m，同理：做 a2匀加速直线运动，位移为：x2=_x（1+2） X1 = 1.5m,

4、x皮2= 1X1= 1m,相对位2移为：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：mgs in9+ 卩 mgcos9=m 可得 a1=g （

5、sin9+ 卩 c）s=8m/s由v0=a1t1得t1=1s，此过程通过的位移大小为X1= t1=4m ymgcosQ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 mgs in9卩 mgcos9=ma 可得 a2=g （sin 如 cos）9=4m/s2由 L-x1=V0t2+ . ，代入数据得：t2=1s。故煤块从 A 到 B 的运动时间是 t=ti+t2=2s。故 A 错误。煤块从A端运动到B端时速度 v=v+a2t2=12m/s，此时重力的瞬时功率为P=mgvsin0=144W/故 B 错

6、误。由于两个过程煤块与传送带间的相对位移大小（vti-xi） （L-Xi） -vot2，所以煤块从 A 端运动到 B 端留下的黑色痕迹长度为 S=voti-xi=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=umgcos0voti-xi） + （L-Xi）-vot2，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

7、端时的速度，由P=mgvsin0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 时刻，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v-1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，加速度大小不变，C 选项正确，D 选项错误