高考物理-有关传送带的一组典型试题的攻克

攻克传送带问题的关键在于理解传送带的运动特性、相对速度的概念以及如何建立数学模型。‌传送带的基本运动特性：1.‌水平传送带‌：同向‌：物体与传送带同向运动时，传送带会试图使物体与其共速，摩擦力阻碍相对运动。反向‌：物体在传送带上反向滑动时，末速度取较小值，物体折返前后所受摩擦力方向不变。2.‌倾斜传送带‌：上→下‌：物体在B点受到的摩擦力方向会发生突变，转折共速时摩擦力减小。下→上‌：同理，转折共速时摩擦力减小。解题步骤和技巧：

1.‌确定问题类型‌：明确是单向还是双向传送带，物体的运动方向和速度等。2.‌建立数学模型‌：使用速度、时间、距离等物理量描述问题。3.‌使用图示辅助理解‌：画出传送带和物体的图示，特别是双向传送带或多物体同时运动的情况。4.‌利用相对速度概念‌：在双向传送带问题中，使用相对速度概念分析物体之间的相对运动情况。5.‌考虑边界条件‌：如传送带的长度、物体的起始和终止位置等。6.‌处理时间因素‌：仔细考虑物体在传送带上的运动时间及不同物体之间的相对时间关系。具体例题解析：1.‌水平传送带问题‌：物体放在匀速运动的传送带上，计算物体从一端到另一端的时间。物体在加速或减速运动过程中的位移和时间计算。2.‌倾斜传送带问题‌：物体在倾斜传送带上滑动，考虑摩擦力和重力的分量。转折共速时，摩擦力减小，物体继续加速或减速。通过理解传送带的运动特性、掌握相对速度的概念、建立数学模型、使用图示辅助理解、考虑边界条件和处理时间因素，可以有效地攻克传送带问题。3、物块在传送带上的侧向运动（很少见到的情形）

可见，解决传送带的问题，关键是解决摩擦力问题。

有关摩擦力的试题，确实有一定的难度，综合性也往往较强，这时候对课本基础知识的深刻理解以及熟悉思路和方法就显得格外重要。有的老师还喜欢按照有关课外资料讲的摩擦角概念进行解答。其实，引入新概念并不一定好，最重要的还是熟悉思路和方法，并且具备实际能力。

例题一、某实验室在模拟物流的分拣过程，如图所示，让质量m=0.5kg的物块随水平传送带以速度v=2m/s向前运动，经过一段宽度s=2m的风洞区域后被吹落下传送带，a、b、d、c为风洞的边界线与传送带边缘的交点，物块在风洞区域中受到垂直于传送带方向的恒定作用力F，大小为2N。已知传送带的宽度L=2m，初始时物块位于传送带中线位置，物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块的尺寸远小于传送带的宽度，重力加速度g的大小取10m/s2。下列说法正确的是（）A．物块受到的滑动摩擦力方向始终与运动方向相反B．物块脱离传送带时的速度约为1.4m/sC．物块于c点处脱离传送带D．若增大传送带的速度，物块将不能脱离传送带【答案】C【难度】0.4

【来源】山西省大同市2022-2023学年高三下学期2月模拟测评理综物理试题（B卷）吉林省延边第二中学2022-2023学年高一下学期第一次阶段考试物理试卷【知识点】类平抛运动【详解】A．物块受到的滑动摩擦力方向与相对传送带的运动方向相反，根据题意可知，物块相对传送带沿风力方向运动，即摩擦力方向始终与风力方向相反，物块做类平抛运动，A错误；C．根据上述，物块在风洞区域做类平抛运动，在沿传送带方向做匀速直线运动，假设，水平位移与风洞区域宽相等，则有B错误；D．若增大传送带速度，根据上述可知，物块通过风洞区域时间变小，则沿风力方向的分位移减小，可知，物块将从边界cd之间离开风洞区域，之后物块在垂直于传送带方向做匀减速直线运动，若传送带增加的速度较小，则在风洞区域垂直于传送带方向加速的末速度较大，此时，物块离开风洞区域后，仍然能够脱离传送带，D错误。

故选C。例题二、某实验室模拟物流分拣装置，让物块在表面粗糙的水平传送带上随传送带传输时，经过一段风洞区域，使物块恰好被分拣到传送带一侧的平台上。已知传送带的宽度d=0.98m（物块位于传送带中间位置），传送带的速度v0=1m/s，物块到达风洞区域前与传送带共速。物块的质量m=500g，物块在风洞区域受到恒定的作用力F=2N，物块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2，风洞区域的长度为L=0.7m。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块的尺寸远小于传送带的宽度，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（）A．物块进入风洞区域后的加速度为B．物块落到平台上时的速度约为1.7m/sC．物块与传送带间的摩擦生热为0.49JD．若增大传送带的速度，物块将不能落入平台【答案】BC【难度】0.65【来源】河北省普通高中学业水平选择性考试

物理预测卷（二）

【知识点】物块在水平传送带上运动分析、利用能量守恒解决实际问题、平抛运动位移的计算【详解】A．进入风洞区域后，物块与传送带在沿着传送带运动的方向共速，在垂直于传送带运动的方向上，由于F>µmg，物块与传送带发生相对滑动，由牛顿第二定律物块刚好在离开风洞区域时做类平抛运动落入平台，物块落入平台时的速度等于物块离开传送带时的速度故C正确；D．若增大传送带的速度，则物块经过风洞区域时间t减小，在垂直于传送带运动方向位移y减小，则物块在出风洞区域时没有落入平台，但其在垂直于传送带运动方向上仍有分速度，在摩擦力的作用下，在该方向上做匀减速运动，因此仍有可能落入平台，故D错误。

故选BC。【点睛】物块在垂直传送带速度的方向上的运动情况为在风洞区域先加速，离开风洞区域后减速，到达传送带边缘时物块与传送带共速时，对应能使物块落在平台上的传送带可以增加到的最大速度。例题三、某生产车间对香皂包装进行检验，为检验香皂盒里是否有香皂，让香皂盒在传送带上随传送带传输时，经过一段风洞区域，使空皂盒被吹离传送带，装有香皂的盒子继续随传送带一起运动，如图所示。已知传送带的宽度d=0.96m，香皂盒到达风洞区域前都位于传送带的中央。空香皂盒的质量为m=20g，香皂及香皂盒的总质量为M=100g，香皂盒与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.4，风洞区域的宽度为L=0.6m，风洞可以对香皂盒产生与传送带垂直的恒定作用力F=0.24N，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，香皂盒的尺寸远小于传送带的宽度，取重力加速度g=10m/s2，试求：(1)空香皂盒在风洞区域的加速度a1的大小；(2)为使空香皂盒能离开传送带，传送带允许的最大速度vm为多少？【答案】(1)8m/s2；(2)3m/s

【难度】0.65【来源】2021届山西省临汾市高三上学期高考考前适应性训练理综物理试题（一）

【知识点】一个匀速和一个变速运动的合成【详解】(1)对空香皂盒，根据牛顿第二定律F﹣μmg=ma1解得a1=8m/s2(2)始终以传送带为参考系进行分析。传送带速度最大时，香皂盒被风吹的时间最短此时空香皂盒在垂直传送带速度的方向上的运动情况是先加速（在风洞区域），然后减速离开风洞区域），到达传送带边缘时速度恰好减为零。设加速时间为t1，减速时间为t2，相对传送带的加速距离为x1，减速距离为x2，则香皂盒减速过程的加速度联立解得

t1=0.2s

vm=3m/s

例题四、某物流公司分拣物品时通常采用传送带，为模拟分拣过程，建立以下模型。如图所示，让质量m=1.0kg、可视为质点的有色物块位于宽度L=2.0m的水平传送带中线位置，且随水平传送带以速度v=2.0m/s向右运动，经过一段宽度s=2.0m的风洞区域后被吹落下传送带，a、b、d、c为风洞的边界线与传送带边缘的交点，有色物块在风洞区域中受到垂直于传送带方向的恒定作用力F=4.0N。已知有色物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2。下列说法正确的是（）

A．有色物块受到的滑动摩擦力方向始终与运动方向相反B．有色物块脱离传送带时的速度约为2.8m/sC．有色物块于c点右侧处脱离传送带D．若增大传送带的速度，有色物块在传送带上留下痕迹可能如图1所示答案：B来源：湖南省三湘名校教育联盟2024届高三第二次大联考物理试题及答案第2题、2024年贵州省高考物理模拟试卷B第1题。例题五、9．某物流公司分拣物品时通常采用传送带，为模拟分拣过程，建立以下模型。如图所示，让可视为质点的有色物块位于水平传送带中线位置，且随水平传送带以相同速度向右运动，经过一段风洞区域从侧面被吹落下传送带，a、b、d、c为风洞的边界线与传送带边缘的交点，已知有色物块在风洞区域中受到垂直于传送带方向的作用力