3.4专题提升：动力学中的传送带模型-2027届高考物理一轮复习课件

第4讲专题提升:动力学中的传送带模型1.水平传送带模型情境

项目图示滑块可能的运动情况情境1

(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情境2

(1)v0>v时,可能一直减速,也可能先减速再匀速(2)v0<v时,可能一直加速,也可能先加速再匀速情境3

(1)传送带较短时,滑块一直减速到达左端(2)传送带较长时,滑块还要被传送带传回右端。若v0>v,返回时速度为v;若v0<v,返回时速度为v0项目图示滑块可能的运动情况情境1

(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情境2

(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能先以a1加速后再以a2加速2.倾斜传送带模型情境

项目图示滑块可能的运动情况情境3

(1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先加速后匀速(4)可能先减速后匀速(5)可能先以a1加速后再以a2加速(6)可能一直减速情境4

(1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先减速后反向加速(4)可能先减速,再反向加速,最后匀速(5)可能一直减速3.传送带问题的解题思路

题型一水平传送带典题1(多选)(2025广东深圳期末)如图甲所示,足够长的水平传送带顺时针匀速转动。t=0时刻一小物块从传送带最右端的P点以速度v0滑上传送带,它在传送带上运动的v-t图像如图乙所示,g取10m/s2,则(

)A.传送带的速度为2m/sB.物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2C.物块距传送带右端最远距离为1mD.物块在传送带上共运动了2.25sBCD

典题2(2025广东广州月考)图甲为国际机场货物传送装置实物图,简化图如图乙所示,该装置由传送带ABCD及固定挡板CDEF组成,固定挡板与传送带上表面垂直,传送带上表面ABCD与水平台面的夹角θ=37°。传送带匀速转动时,工作人员将正方体货物从D点由静止释放,在L=10m处取下货物,货物运动时的剖面图如图丙所示,已知传送带匀速运行的速度v=1m/s,货物质量m=10kg,其底部与传送带上表面ABCD的动摩擦因数为μ1=0.5,其侧面与挡板CDEF的动摩擦因数为μ2=0.25。(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力)(1)求传送带上表面对货物的摩擦力大小f1和挡板对货物的摩擦力大小f2。(2)货物在传送带上运动的时间t。(3)货物若传送到s=0.2m时,传送带由于故障突然停止,工作人员待货物安全停止时立即进行维修,用时T=30s,传送带恢复正常,忽略传送带加速至恢复正常的时间,求由于故障,传送货物耽误的时间Δt。(保留2位小数)答案

(1)40N

15N

(2)10.2s

(3)30.29s解析

(1)货物放上传送带后,设传送带对货物的摩擦力为f1,挡板对货物摩擦力为f2,货物在水平方向受力如图(a)所示,传送带对货物支持力为FN1,挡板对货物支持力为FN2,由剖面图对货物受力分析如图(b)所示,则有FN1=mgcos

θ,FN2=mgsin

θ由滑动摩擦力计算式有f1=μ1FN1,f2=μ2FN2代入数据可得f1=40

N,f2=15

N即传送带上表面对货物的摩擦力大小为40

N,挡板对货物的摩擦力大小为15

N。图(a)图(b)

题型二倾斜传送带典题3(2026广东江门月考)某快递公司用倾斜传送带运送包裹,如图所示。包裹被轻放在传送带的底端,在经过短暂的加速过程后,与传送带达到共速,最终被运送到传送带的顶端。若传送带运行速度一定,包裹与传送带间的动摩擦因数相同,则(

)A.在包裹加速运动阶段,传送带对包裹的作用力方向竖直向上B.包裹与传送带间的动摩擦因数μ≤tanθC.传送带倾斜角度越大,包裹加速所需时间越长D.包裹越重,从传送带的底端运送到顶端所需要的时间越长C

典题4

如图所示,传送带与水平地面的夹角θ=37°,上下两端A、B间的长度L=11m,传送带以v0=5m/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m=0.5kg的黑色煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,煤块在传送带上发生相对滑动时会留下黑色痕迹。已知sin37°=0.6,g取10m/s2,求:(1)煤块从A到B的时间;(2)煤块从A到B的过程中,煤块相对传送带滑行的路程及煤块在传送带上形成痕迹的长度。

(2)煤块以加速度a1加速运动时间内,传送带运动位移为s3=v0t1=5×0.5

m

=2.5

m相对运动的路程为Δs1=s3-s1=2.5

m-1.25

m=1.25

m煤块继续以加速度a2加速滑到最底端过程,传送带运动位移为s4=v0t2=5×1.5

m=7.5

m相对运动的路程为Δs2=9.75

m-7.5

m=2.25

m煤块从A到B的过程中,煤块相对传送带滑行的路程s=Δs1+Δs2=3.5

m考虑到痕迹的重叠性,则痕迹的长度为2.25

m。特别提醒物体与传送带的划痕长度Δs等于物体与传送带的相对位移的大小,若有两次相对运动且两次相对运动方向相同,则Δs=Δs1+Δs2(图甲);若两次相对运动方向相反,则Δs等于较长的相对位移大小(图乙)。题型三传送带模型中的图像问题典题5(2024安徽卷)倾角为θ的传送带以恒定速率v0顺时针转动,t=0时在传送带底端无初速轻放一物块,如图所示。t0时刻物块运动到传送带中间某位置,速度达到v0。不计空气阻力,则物块从传送带底端运动到顶端的过程中,加速度a、速度v随时间t变化的关系图线可能正确的是(

)C解析

0~t0时间内,物体做加速运动,受力分析可知,物体受重力、支持力、滑动摩擦力,滑动摩擦力大于重力沿传送带向下的分力,合力不变,故做匀加速运动;t0时物块速度与传送带速度相同,静摩擦力与重力沿传送带向下的分力相等,加速度突变为零,物块做匀速直线运动,C正确,A、B、D错误。典题6(多选)(2025广东珠海模拟预测)如图甲所示,传送带以恒定速度沿逆时针方向运行t=0时,将质量为m=1kg的物体(可视为质点)轻放到传送带顶端,物体的速度随时间