05-专题二 能量与动量-微专题一 传送带模型综合问题-2025年高考物理二轮复习课件（含讲义）

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角度1 水平传送带综合问题
角度2 倾斜传送带综合问题
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.
(2) 滑块与传送带间因摩擦产生的热量；
A. B. C. D.
1.如图所示,飞机场运输行李的倾斜传送带保持恒定的速率向上运行,将行李箱无初速度地放在传送带底端,当传送带将它送入飞机货舱前行李箱已做匀速运动.假设行李箱与传送带之间的动摩擦因数为μ,传送带与水平面的夹角为θ,已知滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力,下列说法正确的是(　)A.要实现这一目的前提是μmgsin θ,可得μ>tan θ,故A错误;做匀速运动时,行李箱与传送带之间的摩擦力为Ff=mgsin θ,故B错误;行李箱在加速阶段和匀速阶段受到的摩擦力均沿传送带向上,故C正确;若传送带速度足够大,行李箱在传送带上一直做匀加速运动,传送时间将是定值,故D错误.
2. (多选)如图所示,质量为m=1 kg的物体从高为h=0.2 m的光滑轨道上P点由静止开始下滑,滑到水平传送带上的A点,物体和传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,传送带A、B之间的距离为L=5 m,传送带一直以v=4 m/s的速度匀速运动,g取10 m/s2,则(　　)A.物体从A运动到B的时间是1.5 sB.物体从A运动到B的过程中,摩擦力对物体做功为2 JC.物体从A运动到B的过程中,产生的热量为2 JD.物体从A运动到B的过程中,带动传送带转动的电动机多做的功为10 J
3. (多选)如图所示,传送带与水平地面的夹角为θ=37°,A、B两端间距为L=16 m,传送带以速度v=10 m/s沿顺时针方向运动.现将一质量为m=1 kg的物体(可看作质点)由静止放上A端,物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8.在物体到达B端的过程中,下列说法中正确的是(　　)A.物体从A端到B端的时间为2 sB.传送带克服摩擦力做的功为80 JC.电动机因传送物体而多消耗的电能为72 JD.物体与传送带之间由于摩擦而产生的热量为24 J
4. (多选)如图甲所示,绷紧的传送带与水平方向夹角为37°,传送带的v-t图像如图乙所示.t=0时刻质量为1 kg的楔形物体以某一初速度从B点滑上传送带,并沿传送带向上做匀速运动,2 s后开始做减速运动,在t=4 s时物体恰好到达最高点A.sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2.在物体从B点运动到A点的过程中,下列说法正确的是(　　)A.物体与传送带间的动摩擦因数为 s后物体与传送带相对静止一起运动C.t=2 s后物体受到的摩擦力沿传送带向下D.传送带上A、B两点间的距离为6 m
[解析]速度—时间图像的斜率表示加速度,由图像可知,传送带做匀减速运动的加速度大小为a1=1 m/s2,t=0时刻质量为1 kg的楔形物体从B点滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动,说明物体受力平衡,由平衡条件可知μmgcs 37°=mgsin 37°,解得物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.75,故选项A正确;
5. (多选)如图甲所示,足够长的倾角为θ=37°的传送带以速度v=2.5 m/s沿顺时针方向运行,质量为m、可视为质点的物块在t=0时刻以速度v0从传送带底端开始沿传送带上滑,物块在传送带上运动时的机械能E随时间t的变化关系如图乙所示,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取传送带最底端所在平面为零势能面,sin 37°=0.6,重力加速度g取10 m/s2,则(　　)A.物块与传送带间的动摩擦因数为0.25B.物块的质量为2 kgC.物块滑上传送带时的速度为5 m/sD.物块滑离传送带时的动能为20 J
[解析]根据图乙可知在0.25 s时物块的速度与传送带的速度相等,0.25~1.5 s时间内物块的机械能增加,故摩擦力做正功,摩擦力方向沿斜面向上,且在1.5 s时物块的机械能不再增加,即物块的速度为零,以沿斜面向上为正方向,对物块分析受力,在0~0.25 s沿斜面方向由牛顿第二定律可得-mgsin θ-μmgcs θ=ma1,该过程由匀变速直线运动规律可得v=v0+a1t1,在0.25~1.5 s时间内由牛顿第二定律可得-mgsin θ+μmgcs θ=ma2, 此过程由匀变速直线运动规律可得0=v+a2t2,联立以上各式并代入数据解得v0=5 m/s,μ=0.5,故A错误,C正确;
6.圆弧轨道AB固定于地面上,半径R=2 m,所对圆心角为60°,其末端与逆时针转动的水平传送带相切于B点,如图所示,传送带长l=1.5 m,速度v=4 m/s.一质量为m=0.1 kg的滑块从最高点A由静止开始滑下并滑上水平传送带,运动到B点时速度vB=3 m/s,g取10 m/s2.(1)求滑块沿圆弧从A到B运动过程中摩擦力对滑块做的功;
[答案] -0.55 J
6.圆弧轨道AB固定于地面上,半径R=2 m,所对圆心角为60°,其末端与逆时针转动的水平传送带相切于B点,如图所示,传送带长l=1.5 m,速度v=4 m/s.一质量为m=0.1 kg的滑块从最高点A由静止开始滑下并滑上水平传送带,运动到B点时速度vB=3 m/s,g取10 m/s2.(2)若滑块不从右端滑离传送带,则滑块与传送带间的动摩擦因数μ应满足什么条件?
6.圆弧轨道AB固定于地面上,半径R=2 m,所对圆心角为60°,其末端与逆时针转动的水平传送带相切于B点,如图所示,传送带长l=1.5 m,速度v=4 m/s.一质量为m=0.1 kg的滑块从最高点A由静止开始滑下并滑上水平传送带,运动到B点时速度vB=3 m/s,g取10 m/s2.(3)若传送带与滑块间的动摩擦因数μ=0.6,求滑块从B点开始到第一次离开传送带过程中产生的热量Q.
7.如图所示,光滑水平导轨AB的左端有一压缩的弹簧,弹簧左端固定,右端放一个质量为m=1 kg的物块(可视为质点),物块与弹簧不粘连,B点与水平传送带的左端刚好平齐接触,传送带BC的长为L=6 m,沿逆时针方向以恒定速度v=1 m/s匀速转动.CD为光滑的水平轨道,C点与传送带的右端刚好平齐接触,DE是竖直放置的半径为R=0.4 m的光滑半圆轨道,DE与CD相切于D点.已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2,g取10 m/s2.(1)若释放弹簧,物块离开弹簧,滑上传送带刚好能到达C点,求弹簧储存的弹性势能Ep;
7.如图所示,光滑水平导轨AB的左端有一压缩的弹簧,弹簧左端固定,右端放一个质量为m=1 kg的物块(可视为质点),物块与弹簧不粘连,B点与水平传送带的左端刚好平齐接触,传送带BC的长为L=6 m,沿逆时针方向以恒定速度v=1 m/s匀速转动.CD为光滑的水平轨道,C点与传送带的右端刚好平齐接触,DE是竖直放置的半径为R=0.4 m的光滑半圆轨道,DE与CD相切于D点.已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2,g取10 m/s2.(2)若释放弹簧,物块离开弹簧,滑上传送带能够通过C点,并经过半圆轨道DE,从其最高点E飞出,最终落在CD上距D点的距离为x=1.2 m处(CD长大于1.2 m),求物块通过E点时受到的压力大小;
[答案] 12.5 N
7.如图所示,光滑水平导轨AB的左端有一压缩的弹簧,弹簧左端固定,右端放一个质量为m=1 kg的物块(可视为质点),物块与弹簧不粘连,B点与水平传送带的左端刚好平齐接触,传送带BC的长为L=6 m,沿逆时针方向以恒定速度v=1 m/s匀速转动.CD为光滑的水平轨道,C点与传送带的右端刚好平齐接触,DE是竖直放置的半径为R=0.4 m的光滑半圆轨道,DE与CD相切于D点.已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2,g取10 m/s2.(3)满足(1)条件时,求物块通过传送带的过程中产生的热量.(不考虑从C点返回之后的运动)
[答案] 16.9 J
8. [2020·全国卷Ⅲ] 如图所示,相距L=11.5 m的两平台位于同一水平面内,二者之间用传送带相接.传送带向右匀速运动,其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定.质量m=10 kg的载物箱(可视为质点),以初速度v0=5.0 m/s自左侧平台滑上传送带.载物箱与传送带间的动摩擦因数μ=0.10,重力加速度g取10 m/s2.(1)若v=4.0 m/s,求载物箱通过传送带所需的时间;
[答案] 2.75 s
8. [2020·全国卷Ⅲ] 如图所示,相距L=11.5 m的两平台位于同一水平面内,二者之间用传送带相接.传送带向右匀速运动,其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定.质量m=10 kg的载物箱(可视为质点),以初速度v0=5.0 m/s自左侧平台滑上传送带.载物箱与传送带间的动摩擦因数μ=0.10,重力加速度g取10 m/s2.(2)求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度;