高考必备05 牛顿定律（3）-2021年高三物理重点模型训练

传送带模型 “传送带模型”问题的分析思路 关注状态 初末位置 V零相同 分析受力 判定运动 摩擦方向 最是关键 速度相等 摩擦突变 运动分段 极值出现 水平传送 速度相同 以后平衡 倾斜传送 摩擦因数 倾角正切 比较大小 大静小动 水平传送带模型 解答传送带问题应注意的3点 （1）水平传送带上物体的运动情况取决于物体的受力情况，即物体所受摩擦力的情况；倾斜传送带上物体的运动情况取决于所受摩擦力与重力沿斜面的分力情况。 （2）传送带上物体的运动情况可按下列思路判定：相对运动→摩擦力方向→加速度方向→速度变化情况→共速，并且明确摩擦力发生突变的时刻是v物＝v传。 （3）倾斜传送带问题一定要比较斜面倾角与动摩擦因数的大小关系。 题型1　物块轻放在匀速运动的水平传送带上　 【典例】(多选)如图所示，传送带的水平部分长为L，运动速率恒为v，在其左端无初速度放上木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左到右的运动时间可能是(　　) A ＋　　　　　　　 　B C D 【答案】　ACD 【解析】木块的加速度大小为a＝μg，若木块一直做匀加速运动，则有L＝μgt2，得t＝ ，C正确；若木块到达传送带另一端时，速度恰好等于v，则有L＝ t＝t，得t＝，D正确；若木块先匀加速运动经历时间t1，位移为x，再匀速运动经历时间t2，位移为L－x，则有v＝μgt1,2μgx＝v2，vt2＝L－x，得t＝t1＋t2＝＋，A正确。 【名师点拨】本题不少同学出现漏选D项现象，木块在传送带上运动，会出现这样一种可能性：木块在传送带上一直加速，但恰好在尾端达到与传送带共速。解答这种题型的关键是分析木块的运动，把所有可能的运动情况分门别类地列举出来，然后一一求解。 【思想方法】 分析传送带问题的三步骤 (1)初始时刻，根据v物、v带的关系，确定物体的受力情况，进而确定物体的运动情况。 (2)根据临界条件v物＝v带确定临界状态的情况，判断之后的运动形式。 (3)运用相应规律，进行相关计算。 方法突破 题型 简述 “轻放”的含义是指物块的初速度为零，传送带较短时物块可能一直加速，传送带较长时物块可能先加速后匀速 方法 突破 (1)求解物块的加速度，a＝＝μg (2)根据t＝求解物块加速过程的时间 (3)根据x＝at2求解物块加速过程的位移 (4)将加速过程的位移x与传送带的长度L进行比较，若x≥L，说明物块一直加速，若x<L，则物块速度与传送带速度相等后，滑动摩擦力立即变为零，剩下的路程物块靠惯性与传送带相对静止匀速运动 [注意]　物块的位移x、速度v、加速度a都应以地面为参考系，并注意区分对地位移和相对位移 【练习】(多选)如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查。其传送装置可简化为如图乙的模型，紧绷的传送带始终保持v＝1 m/s的恒定速率运行。旅客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，A、B间的距离L＝2 m，g取10 m/s2。若乘客把行李放到传送带的同时也以v＝1 m/s的恒定速率平行于传送带运动到B处取行李，则(　　) A．乘客与行李同时到达B处 B．乘客提前0.5 s到达B处 C．行李提前0.5 s到达B处 D．若传送带速度足够大，行李最快也要2 s才能到达B处 题型2　物块以初速度v0冲上匀速水平传送带 【典例】（2020年全国III卷）如图，相距L=11.5m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，重力加速度取g =10m/s2。 (1)若v=4.0 m/s，求载物箱通过传送带所需的时间； (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； (3)若v=6.0m/s，载物箱滑上传送带后，传送带速度突然变为零。求载物箱从左侧平台向右侧平台运动的过程中，传送带对它的冲量。 【答案】(1)2.75s；(2) ，；(3)0 【解析】 (1)传送带的速度为时，载物箱在传送带上先做匀减速运动，设其加速度为a，由牛顿第二定律有： ① 设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为x1，由运动学公式有② 联立①②式，代入题给数据得x1=4.5m；③ 因此，载物箱在到达右侧平台前，速度先减小至v，然后开始做匀速运动，设载物箱从滑上传送带到离开传送带所用的时间为t1，做匀减速运动所用的时间为t2，由运动学公式有 ④ ⑤ 联立①③④⑤式并代入题给数据有t1=2.75s；⑥ (2)当载物箱滑上传送带后一直做