高考物理微专题1　传送带模型综合问题 【正文】听课

微专题1传送带模型综合问题1.模型特点:传送带问题实质是相对运动问题,相对运动方向将直接影响摩擦力的方向.2.解题关键:(1)理清物体与传送带间的相对运动方向及摩擦力方向是解决传送带问题的关键.(2)传送带问题还常常涉及临界问题,即物体与传送带达到相同速度,这时会出现摩擦力改变的临界状态,对这一临界状态进行分析往往是解题的突破口.水平传送带综合问题例1[2024·黑龙江哈尔滨模拟]如图所示,一半径为r=0.45m的14光滑圆弧的底端B与水平传送带相接,传送带的运行速度为v0=5m/s,长为L=1.75m,DEF为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空细管,EF段被弯成以O为圆心、半径为R=0.2m的一小段圆弧,管的D端弯成与水平传送带C端平滑相接,O点位于地面上,O、F连线竖直.一质量为m=0.2kg的滑块(可视为质点)从圆弧顶端A点无初速度滑下,滑到传送带上后被送入细管DEF.已知滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,滑块横截面积略小于细管中空部分的横截面积.求(1)滑块到达光滑圆弧底端B时对轨道的压力大小;(2)滑块与传送带间因摩擦产生的热量;(3)滑块滑到F点后水平飞出,滑块的落地点到O点的距离.例2(多选)如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率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图像(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一直向右D.0~t3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力倾斜传送带综合问题例3(多选)[2024·河北邯郸模拟]如图所示,传送带的长度是3m,与水平面间的夹角为30°,在电动机的带动下以v0=2m/s的速度顺时针匀速转动,现将一质量m=1kg的物体(可视为质点)无初速度放在传送带的最低点,已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=32,g取10m/s2,则从传送带将物体从最低点传送到最高点的过程中 (A.所用的时间为1.9sB.摩擦力对物体做的功为6JC.物体和皮带由于摩擦产生的热量为12JD.由于传送物体电动机多消耗的电能为23J【技法点拨】1.物体沿倾斜传送带向下加速至与传送带共速后的运动有两种可能性,当满足μ≥tanθ时,物体与传送带相对静止一起做匀速运动,当满足μ<tanθ时,物体继续做匀加速直线运动,由于滑动摩擦力方向由沿传送带向下变成沿传送带向上,加速度大小发生变化.2.电动机因传送物体而多消耗的电能有两种求法.方法一,用能量守恒求解,多消耗的电能等于物体机械能的变化和系统产生的热量之和.方法二,用功能关系求解,以传送带为研究对象,多消耗的电能等于电动机对传送带做的功.例4(多选)如图甲所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,传送带在匀速运动,在传送带上某位置轻轻放上一小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,小木块的速度随时间变化关系如图乙所示,v0、t0已知,则 ()A.传送带一定逆时针转动B.μ=tanθ+vC.传送带的速度大于v0D.t0时刻后小木块的加速度为2gsinθ-v【跟踪训练】1.(多选)[2024·山西大同模拟]如图所示,水平传送带两端A、B间的距离为L,传送带以速度v顺时针运动,一个质量为m的小物块以一定的初速度从A端滑上传送带,运动到B端,此过程中物块先做匀加速直线运动后做匀速直线运动,物块做匀加速直线运动的时间与做匀速直线运动时间相等,两过程中物块运动的位移之比为2∶3,重力加速度为g,传送带速度大小不变.下列说法正确的是 ()A.物块的初速度大小为vB.物块做匀加速直线运动的时间为3C.物块与传送带间的动摩擦因数为10D.整个过程中物块与传动带因摩擦产生的热量为m2.[2024·海南海口模拟]物块P以速度v0沿足够长的静止的倾斜传送带匀速下滑,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力.某时刻传送带突然以恒定速率v1沿图示逆时针方向运行,则从该时刻起,物块P的速度v随时间t变化的图像可能是 ()ABCD3.(多选)如图甲所示,工人用传送带运送货物(可看作质点),传送带倾角为30°,顺时针匀速转动,把货物从底端A点运送到顶端B点,货物的速度随时间变化关系如图乙所示.已知货物质量为10kg,重力加速度g取10m/s2,则 ()A.传送带匀速转动的速度大小为1m/sB.货物与传送带间的动摩擦因数为3C.A、B两点间的距离为16mD.运送货物的整个过程中摩擦力对货物做功为15J4.[2024·黑龙江哈尔滨模拟]人们用传送带从低处向高处运送货物,如图所示,一长为L=5m的倾斜传送带在电动机带动下以速度v=2m/s沿顺时针方向匀速转动,传送带与水平方向间的夹角为θ=37°,某时刻将质量为m1=15kg的货物A轻轻放在传送带底端,已知货物A与传送带间的动摩擦因数为μ=0.8,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2.(1)求货物A刚开始运动时的加速度大小及在传送带上运动的时间;(2)为了提高运送货物的效率,人们采用了“配重法”,即将货物A用跨过定滑轮的轻绳与质量为m2