2022年专题111动力学中的传送带问题

1、资料下载来源：江苏高中资料群：1035630125,5 号群： 1079294226,高考物理备考微专题精准突破专题 1.11 动力学中的传送带问题【专题诠释】1.水平传送带模型项目图示滑块可能的运动情形1可能始终加速情形 12可能先加速后匀速1v0v 时,可能始终减速,也可能先减速再匀速情形 22v0v 返回时速度为 v,当 v0v 返回时速度为v02.倾斜传送带模型项目图示滑块可能的运动情形1 可能始终加速情形 12 可能先加速后匀速1 可能始终加速情形 2 2 可能先加速后匀速3 可能先以 a1 加速后以 a2 加速【高考领航】上海高中资料群 1026782372,3 号群： 99235

2、1236 资料下载来源：江苏高中资料群：1035630125,5 号群： 1079294226,【2022 全国卷 】如图 a,物块和木板叠放在试验台上,物块用一不行伸长的细绳与固定在试验台上的力传感器相连,细绳水平；t0 时,木板开头受到水平外力 F 的作用,在 t4 s 时撤去外力；细绳对物块的拉力 f 随时间 t 变化的关系如图 b 所示,木板的速度 v 与时间 t 的关系如图 c 所示；木板与试验台之间的摩擦可以忽视；重力加速度取 10 m/s2；由题给数据可以得出 A 木板的质量为 1 kg B24 s内,力 F 的大小为 0.4 NC02 s 内,力 F 的大小保持不变 D物块与木

3、板之间的动摩擦因数为 0.2【答案】AB【解析】木板和试验台间的摩擦忽视不计,由题图 b 知, 2 s 后木板滑动,物块和木板间的滑动摩擦力大0.4小 F 摩 0.2 N；由题图 c 知,2 4 s 内,木板的加速度大小 a12 m/s20.2 m/s2,撤去外力 F 后的加速度0.4 0.2大小 a21 m/s20.2 m/s2,设木板质量为 m,据牛顿其次定律, 对木板有： 24 s 内：FF摩ma1,4 s 以后： F摩ma2,解得 m1 kg,F0.4 N,A、B 正确； 02 s 内,木板静止,Ff,由题图 b 知, F 是匀称增加的, C 错误；因物块质量不行求,故由 F 摩 m物

4、 g 可知动摩擦因数不行求,D 错误；【技巧方法】1. 涉及传送带的动力学问题分析时抓住两个时刻1 初始时刻,比较物块速度与传送带速度关系,判定物块所受的摩擦力性质与方向,进而判定物块开头阶段的运动性质；2 物块与传送带速度相同时刻,再次判定物块所受的摩擦力性质与方向,进而判定下阶段物块的运动性质；2. 涉及传送带的动力学问题分析时留意一个问题：要判定物块速度与传送带速度相同时,物块有没有完成整个运动过程；【最新考向解码】上海高中资料群 1026782372,3 号群： 992351236 资料下载来源：江苏高中资料群：1035630125,5 号群： 1079294226,【例 1】2022

5、江西新余四校高三其次次联考 如下列图, 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 v07 m/s 的速率运行；现把一质量为 4 kg 的工件 可看为质点 轻轻放在皮带的底端,经一段时间后工件被传送到 h8 m 的高处；已知工件与传送带间的动摩擦因数为 2,取 g10 m/s2；3在这段时间内,工件的速度 v、位移 x、加速度 a、所受合外力 F 随时间 t 变化的图象正确选项 【答案】A【解析】依据题意可知,皮带的总长度 Lsin30 16 m,工件刚放上皮带时受重力、支持力、沿皮带向 h上 的 滑 动 摩 擦 力 , 根 据 牛 顿 第 二 定 律 可 知 , a F

6、合 m mgcos30 mgsin30 gcos30 gsin30 2 103 2101 m/s22.5 m/s2,工件做匀加速直线运动,当工件速度达到与皮带速度相同时,工件运动的位移 xv20 2a2 2.5m9.8 mmgsin30 2mg,所以工件与皮带保持相对静止,做匀速直线运动；综上所述,对应图象中,A 正确, B、C、D 错误；【例 2】2022海口模拟 如下列图,水平传送带 A、B 两端相距 s3.5 m,工件与传送带间的动摩擦因数 0.1.工件滑上 A 端瞬时速度 vA4 m/s,到达 B 端的瞬时速度设为 vB,就 g 取 10 m/s2 A 如传送带不动,就 vB3 m/s

7、B如传送带以速度v4 m/s 逆时针匀速转动,vB3 m/sC如传送带以速度v2 m/s 顺时针匀速转动,vB3 m/sD如传递带以速度v2 m/s 顺时针匀速转动,vB2 m/s上海高中资料群 1026782372,3 号群： 992351236 资料下载来源：江苏高中资料群：【答案】 ABC1035630125,5 号群： 1079294226,【解析】：.如传送带不动,由匀变速运动规律可知 v2Bv2A 2as,a g,代入数据解得 vB 3 m/s,当满意选项 B、C、D 中的条件时,工件所受滑动摩擦力跟传送带不动时一样,仍是向左,加速度仍是 g,所以工件到达 B 端时的瞬时速度仍为

8、3 m/s,应选项 A 、B、C 正确, D 错误【例 3】2022四川成都模拟 如下列图,传送带与地面倾角 37,从 A 到 B 长度为 L10.25 m,传送带以 v010 m/s 的速率逆时针转动在传送带上端 A 无初速度地放一个质量为 m0.5 kg 的黑色煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为 0.5.煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹已知 sin 37 0.6,g10 m/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【答案】11.5 s 25 m【解析】1煤块刚放上时,受到向下的摩擦力,如图甲,其加速度为 a1gsin cos 10 m

9、/s2,t1v0a11 s,x112a1t 2 15 mL,即下滑 5 m 与传送带速度相等达到 v0 后,受到向上的摩擦力, 由于 tan 37x2Lx15.25 m,x2v0t 21 2a2t 22,得 t20.5 s,就煤块从 A 到 B 的时间为 tt1t21.5 s.,煤块仍将加速下滑, 如图乙, a2gsin cos 2 m/s2,上海高中资料群 1026782372,3 号群： 992351236 资料下载来源：江苏高中资料群：甲 乙12 第一过程痕迹长 x1v0t12a1t 215 m,其次过程痕迹长 x2x2 v0t20.25 m, x1 与 x2 部分重合,故痕迹总长为 5

10、 m.【微专题精练】1035630125,5 号群： 1079294226,1.2022潍坊模拟 如下列图, 倾斜的传送带顺时针匀速转动,一物块从传送带上端 A 滑上传送带, 滑上时速率为 v1,传送带的速率为 v2,且 v2v1,不计空气阻力,动摩擦因数肯定,关于物块离开传送带的速率 v 和位置,下面可能的是 A 从下端 B 离开, vv1C从上端 A 离开, vv1【答案】 ABCB从下端 B 离开, vv1D从上端 A 离开, vv1【解析】：.滑块从 A 端滑上传送带, 在传送带上必先相对传送带向下运动,由于不确定滑块与传送带间的摩擦力和滑块的重力沿传送带下滑分力的大小关系和传送带的长

11、度,如能从 A 端离开,由运动的对称性可知,必有 v v1,即选项 C 正确, D 错误；如从 B 端离开,当摩擦力大于重力的分力时,就 vv1,选项 A 正确；当摩擦力和重力的分力相等时,滑块始终做匀速直线上海高中资料群 1026782372,3 号群： 992351236 资料下载来源：江苏高中资料群：运动, vv1,故此题应选 A、B、C.1035630125,5 号群： 1079294226,2.如下列图为粮袋的传送装置,已知 A、B 两端间的距离为 L,传送带与水平方向的夹角为 ,工作时运行速度为 v,粮袋与传送带间的动摩擦因数为 ,正常工作时工人在 A 端将粮袋放到运行中的传送带上

12、设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度大小为 g.关于粮袋从 A 到 B的运动,以下说法正确选项 A 粮袋到达 B 端的速度与 v 比较,可能大,可能小或也可能相等B粮袋开头运动的加速度为 gsin cos ,如 L 足够大,就以后将以速度 v 做匀速运动C如 tan ,就粮袋从 A 端到 B 端肯定是始终做加速运动D不论 大小如何,粮袋从 A 端到 B 端始终做匀加速运动,且加速度 agsin 【答案】 A【解析】：.如传送带较短,粮袋在传送带上可能始终做匀加速运动,到达 B 端时的速度小于 v；如 tan ,就粮袋先做匀加速运动,当速度与传送带的速度相同后,做匀速运动,到达 B 端

13、时速度与 v 相同；如 6 m ,所以小物块将从传送带左端滑出,不会向右做匀加速直线运动,A 错误；传送带的速度为 5 m/s 时,小物块在传送带上受力情形不变,就运动情形也不变,仍会从传送带左端滑出,B 正确；如小物块的速度为 4 m/s,小物块向左减速运动的位移大小为 xv22 2a 42 2 2m4 m6 m ,就小物块的速度减到零后再向右加速,小物块加速到与传送带共速时的位移为 xv21 2a 22 2 2m 1 m4 m,以后小物块以 v12 m/s 的速度匀速运动到右端,就小物块从传送带右端滑出时的速度为 2 m/s,C 正确；如小物块的速度为 1 m/s,小物块向左减速运动的位移

14、大小为2 2xv2a 1 2 2m0.25 m6 m ,就小物块速度减到零后再向右加速,由于 x x,就小物块不行能与传送带共速,小物块将以 1 m/s 的速度从传送带的右端滑出,D 错误4.在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带当旅客把行李放到传送带上时,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开头做匀加速运动随后它们保持相对静止,行李随传送带一起前进设传送带匀速前进的速度为 0.25 m/s,把质量为 5 kg 的木箱静止放到传送带上,由于滑动摩擦力的作用,木箱以 6 m/s2的加速度前进,那么这个木箱放在传送带上后,传送带上将留下的摩擦痕迹约为 A 5 mm B6 mmC7 mm

15、 D10 mm【答案】：A上海高中资料群 1026782372,3 号群： 992351236 资料下载来源：江苏高中资料群：1035630125,5 号群： 1079294226,【解析】：木箱加速的时间为 tv a,这段时间内木箱的位移为 x1v2 2a,而传送带的位移为 x2vt,传送带上将留下的摩擦痕迹长为 l x2 x1,联立各式并代入数据,解得 l 5.2 mm,选项 A 正确5.2022 湖南五市十校联考 如下列图, 传送带带面 AB 与水平面间夹角为 37,物块与传送带之间动摩擦因数为 0.5,传送带保持匀速运转现将物块由静止放到传送带中部,A、B 间距离足够大 即物块可与带面

16、等速,且物块与带面等速时,物块尚未到达A 或 B以下关于物块在带面AB 上的运动情形的分析正确的是A 如传送带沿顺时针方向匀速运转,物块沿传送带向上加速滑动B如传送带沿顺时针方向匀速运转,物块沿传送带向下加速滑动C如传送带沿逆时针方向匀速运转,物块加速度的大小先为 10 m/s 2,后为 0D如传送带沿逆时针方向匀速运转,物块加速度的大小先为 10 m/s 2,后为 2 m/s2【答案】BD【解析】由于 mgsin mgcos ,如传送带沿顺时针方向匀速运转,物块沿传送带向下加速滑动,A 错误, B 正确；如传送带沿逆时针方向匀速运转,刚开头由于物块的速度小于传送带的速度,所以此时物块相mgs

17、in mgcos 对传送带向上运动,故受到的摩擦力方向沿传送带向下,依据牛顿其次定律可得 a1m10 m/s2,当物块速度和传送带速度相同时,由于mgsin mgcos ,所以物块仍会向下加速运动,此时物块 相 对 传送 带 向下 运 动, 所 以 受到 的 摩擦 力 方向 沿 传 送带 向 上, 故 依据 牛 顿 其次 定 律可 得 mgsin mgcos m 2 m/s2,故 C 错误, D 正确a26.2022 安徽四校联考 如下列图,三角形传送带以1 m/s 的速度逆时针匀速转动,两边倾斜的传送带长都是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/

18、s 的初速度沿传送带下滑,上海高中资料群 1026782372,3 号群： 992351236 资料下载来源：江苏高中资料群：1035630125,5 号群： 1079294226,两物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5,g 取 10 m/s2,sin 37 0.6,cos 37 0.8.以下判定正确选项A 物块 A、B 同时到达传送带底端B物块 B 到达传送带底端的速度为3 m/sC物块 A 下滑过程中相对传送带的路程为3 m D物块 B 下滑过程中相对传送带的路程为3 m【答案】：ABD【解析】：两个物块在沿斜面方向上由于mgsin 37 mgcos 37 ,所以物块都会沿斜面对下滑动,并

19、且加速度大小都等于 agsin 37 gcos 37 2 m/s2,初速度相同,加速度大小相同,经过的位移大小相同,依据xv0t1 2at2 可知两者的运动时间相同,都为 t1 s,即两者同时到达底端,A 正确； B 到达传送带底端时的速度 vBv0at1 m/s2 1 m/s3 m/s,B 正确；传送带在 1 s 内的路程为 xvt1 m,A 与传送带是同向运动的, A 的划痕长度是 A 对地路程 斜面长度 减去在此时间内传送带的路程,即为 2 m 1 m 1 m B 与传送带是反向运动的,B 的划痕长度是 B 对地路程 斜面长度 加上在此时间内传送带的路程,即为 2 m1 m3 m,C 错

20、误, D 正确7.如下列图,水平传送带以恒定速度 v 向右运动；将质量为 m 的物体 Q 轻轻放在水平传送带的左端 A 处,经过 t 秒后, Q 的速度也变为 v,再经 t 秒物体 Q 到达传送带的右端 B 处,就 A 前 t 秒内物体做匀加速运动,后 t 秒内物体做匀减速运动B后 t 秒内 Q 与传送带之间无摩擦力C前 t 秒内 Q 的位移与后t 秒内 Q 的位移大小之比为1 1DQ 由传送带左端运动到右端的平均速度为3 4v【答案】：BD上海高中资料群 1026782372,3 号群： 992351236 资料下载来源：江苏高中资料群：1035630125,5 号群： 1079294226

21、,【解析】：前 t 秒内物体 Q 相对传送带向左滑动,物体 Q 受向右的滑动摩擦力,由牛顿其次定律 F fma可知,物体 Q 做匀加速运动,后 t 秒内物体 Q 相对传送带静止,做匀速运动,不受摩擦力作用,选项 A 错误, B 正确；前 t 秒内 Q 的位移 x1v 2t,后 t 秒内 Q 的位移 x2vt,故 x1 x21 2,选项 C 错误； Q 由传送带左端v运动到右端的平均速度 v x1x2 2t2tvt2t3 4v,选项 D 正确；8.如下列图,水平传送带 A、B 两端相距 x3.5 m,物体与传送带间的动摩擦因数 0.1,物体滑上传送带A 端的瞬时速度 v A 4 m/s,到达 B

22、 端的瞬时速度设为 vB.以下说法中正确选项 A 如传送带不动,vB3 m/s B如传送带逆时针匀速转动,vB 肯定等于 3 m/sC如传送带顺时针匀速转动,vB 肯定等于 3 m/s D如传送带顺时针匀速转动,有可能等于3 m/s【答案】 ABD【解析】 当传送带不动时, 物体从 A 到 B 做匀减速直线运动, a g1 m/s2,由 2 gxv2Av 2B得,vB3 m/s；当传送带逆时针转动时,物体相对传送带运动方向不变,物体以相同的加速度始终减速至B,vB3 m/s；当传送带顺时针匀速转动时,传送带的速度不同,物体滑上传送带后的运动情形不同有下面的五种可能：匀速；始终减速；先减速后匀速

23、；始终加速；先加速后匀速所以此题正确选项为 A 、B、 D.9.如下列图,水平传送带 A、B 两端相距 x4 m,以 v04 m/s 的速度 始终保持不变 顺时针运转,今将一小煤块 可视为质点 无初速度地轻放至 A 端,由于煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕已知煤块与传送带间的动摩擦因数 0.4,取重力加速度大小 g 10 m/s2,就煤块从 A 运动到 B 的过程中 A 煤块到 A 运动到 B 的时间是 2.25 s B煤块从 A 运动到 B 的时间是 1.5 sC划痕长度是0.5 m D划痕长度是2 m【答案】 BD【解析】依据牛顿其次定律,煤块的加速度 上海高中资料群 10

24、26782372,3 号群： 992351236 资料下载来源：江苏高中资料群：a mg m4 m/s2,1035630125,5 号群： 1079294226,煤块运动到速度与传送带速度相等时的时间t1v0 a1 s,位移大小 x11 2at 2 1 2 mx,此后煤块与传送带以相同的速度匀速运动直至B 端,所以划痕长度即为煤块相对于传送带的位移大小,即 xv0t1x1 2 m,选项 D 正确, C 错误；x2xx12 m,匀速运动的时间 t2x2 v00.5 s,运动的总时间 tt1t21.5 s,选项 B 正确, A 错误10.如图甲所示,水平传送带沿顺时针方向匀速运转从传送带左端 P

25、先后由静止轻轻放上三个物体 A、B、C,物体 A 经 t A9.5 s 到达传送带另一端 Q,物体 B 经 t B10 s 到达传送带另一端 Q,如释放物体时刻作为 t0 时刻,分别作出三物体的 v -t 图象如图乙、丙、丁所示,g 取 10 m/s2,求：1 传送带的速度大小 v0；2 传送带的长度 L；3 物体 A、B、C 与传送带间的动摩擦因数；4 物体 C 从传送带左端 P 到右端 Q 所用的时间 tC.【答案】：14 m/s 236 m 30.4 0.2 0.012 5 424 s【解析】：1物体 A 与 B 先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,说明物体的最终速度与传送带的速度相

26、等,所以由图乙、丙可知传送带的速度大小是 4 m/s.上海高中资料群 1026782372,3 号群： 992351236 资料下载来源：江苏高中资料群：1035630125,5 号群： 1079294226,（ 8.59.5） 42 v -t 图线与 t 轴围成图形的面积表示物体的位移,所以 A 的位移 xA2 m 36 m,传送带的长度 L 与 A 的位移相等,也是 36m.34 A 的加速度 aA vA t14 m/s2aA由牛顿其次定律得 AmgmaA,所以 Ag0.4 vB aB同理, B 的加速度 aBt22 m/s2,Bg0.2设物体 C 从传送带左端 P 到右端 Q 所用的时间

27、为 tC,就 L0vC2 tC,tC2L v C 24 sC 的加速度 aC vC tC1 8 m/s2,CaCg0.012 5.11.某游乐场中有一供游客消遣的设施,该设施左端有一长为 x14 m 的平直跑道,跑道的右端与一长为 x232 m 的传送带连接,在距离传送带左端 x3 10 m 处有一障碍物,已知传送带以大小为 1 m/s 的速度 v0 逆时针匀速转动, 障碍物始终保持静止某游客从图中的位置开头由静止动身,向右以 a12 m/s 2 的加速度做匀加速直线运动通过平直跑道,游客跑上传送带后以 a21 m/s 2 的加速度连续向右跑,假如该游客在跨过障碍物时摔倒,经 t2 s 后站起

28、来,假设在这 2 s 的时间内游客与传送带间没有相对运动,游客站起后连续以a21 m/s2的加速度向右加速运动,并且跨过障碍物前后在传送带上保持到传送带的最右端求该游客从动身到到达传送带最右端所用的总时间【答案】 14 s【解析】：游客做匀加速直线运动通过平直跑道,就有x11 2a1t 21通过平直跑道的时间 t12x1a12 s冲上传送带的初速度 v1a1t14 m/sa21 m/s2的加速度,然后始终跑上海高中资料群 1026782372,3 号群： 992351236 资料下载来源：江苏高中资料群：1035630125,5 号群： 1079294226,冲上传送带到到达障碍物的过程有x3

29、v1t21 2a2t2 2解得 t22 s设游客摔倒至爬起随传送带运动的距离为 L,就Lv0t 1 2 m 2 m游客从爬起到对地静止的过程有v0 a2t3解得 t31 s设对位置移为 L1,就 L 1 v0t31 2a2t 2 3 0.5 m1游客向右加速冲刺过程有LL 1x2x32a2t 24解得 t47 s游客从动身到到达传送带最右端所用的总时间为t总t1 t2tt3t4 14 s.12.2022淮南其次中学月考 用如下列图的水平传送带 AB 和斜面 BC 将货物运输到斜面的顶端；A、B 间距离 L 11 m,传送带始终以 v12 m/s 匀速顺时针运行；传送带 B 端靠近倾角 37的斜

30、面底端,斜面底端与传送带的 B 端之间有一段长度可以不计的小圆弧；在 A、C 处各有一个机器人,A 处机器人每隔 t1.0 s将一个质量 m10 kg、底部有碳粉的货物箱 可视为质点 轻放在传送带 A 端,货物箱经传送带和斜面后到达斜面顶端的 C 点时速度恰好为零,C 点处机器人马上将货物箱搬走；已知斜面 BC 的长度 s5.0 m,传送1带与货物箱之间的动摩擦因数 0 0.55,货物箱由传送带的右端到斜面底端的过程中速度大小缺失原先的 11,不计传送带轮的大小,g10 m/s2sin 370.6,cos 37 0.8；求：1 斜面与货物箱之间的动摩擦因数 ；2 假如 C 点处的机器人操作失误,未能将第一个到达C 点的货物箱搬走而造成与其次个货物箱在斜面上相撞；求两个货物箱在斜面上相撞的位置到 C 点的距