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4传送带模型-2021年高考物理三轮复习高频考点强化练习
1、如图所示,在倾角为α的传送带上有质量均为m的三个木块1、2、3,中间均用原长为L,劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为μ,其中木块1被与传送带平行的细线拉住,传送带按图示方向匀速运行,三个木块处于平衡状态,下列结论正确的是( )
A.2、3两木块之间的距离等于L+eq \f(sin α+μcos αmg,k)
B.2、3两木块之间的距离等于L+eq \f(μmgcos α,k)
C.1、2两木块之间的距离等于2、3两木块之间的距离
D.如果传送带突然加速,相邻两木块之间的距离都将增大
[答案] A
[解析] 分析木块3受力情况,由平衡条件可得:F23=mgsin α+μmgcos α,又F23=kx23可求出2、3两木块之间的距离等于L+x23=L+eq \f(mgsin α+μcos α,k),A正确,B错误;分析木块2受力情况,由平衡条件可得:F12=mgsin α+μmgcos α+F23,故F12>F23,1、2两木块之间的距离大于2、3两木块间的距离,C错误;传送带突然加速时,并不会使木块所受的滑动摩擦力增大,因此不会影响两相邻木块间的距离,D错误。
2、(多选)如图所示,水平传送带的速度为v1,沿逆时针方向转动。传送带的左端有一水平的平台。平台和传送带之间的缝隙很小,可以忽略。可以看作质点的小滑块水平向右冲上传送带,冲上传送带时的速度大小为v0。下列四幅反映小滑块在传送带上运动时的速率—时间图象中可能正确的是( )。
答案 ABD
解析 分情况讨论可能出现的情形。设传送带长为l,小滑块和传送带之间的动摩擦因数为μ。(1)若l≥,且v0≤v1,则小滑块先向右做减速运动,直至速度减为零,然后反向加速,返回到出发点时速度为v0,则A项正确;若l≥,且v0>v1,则小滑块先向右做减速运动,直至速度减为零,然后反向加速,当速度增加为v1时,和传送带达到共同的速度,最后做匀速运动回到出发点,则B项正确。(2)若l<,则小滑块向右做减速运动,最终从传送带的右端掉下,D项正确。
3、(2020·福建泉州二模)(多选)如图,一足够长的倾斜传送带顺时针匀速转动。一小滑块以某初速度沿传送带向下运动,滑块与传送带间的动摩擦因数恒定,滑块可视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则滑块速度v随时间t变化的图象可能是( )
答案: BC
解析: 设传送带倾角为θ,滑块与传送带间的动摩擦因数为μ,滑块的质量为m,若μmgcos θ<mgsin θ,即μ<tan θ,则滑块所受的合力沿传送带向下,滑块匀加速下滑,选项C正确。若μmgcos θ=mgsin θ,即μ=tan θ,则滑块所受的合力为零,滑块匀速下滑;若μmgcos θ>mgsin θ,即μ>tan θ,则滑块先匀减速下滑,当速度减为零时,开始反向匀加速上滑,且加速上滑的加速度与减速下滑的加速度大小相等,当加速到与传送带速度相同后,因为μmgcos θ>mgsin θ,所以滑块随传送带一起匀速运动,选项B正确,A、D错误。
4、(多选)(2014·四川高考)如图所示,水平传送带以速度v1匀速运动,小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有速度v2,P与定滑轮间的绳水平,t=t0时刻P离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦,绳足够长。正确描述小物体P速度随时间变化的图像可能是( )
答案:BC
解析:本题需考虑速度之间的关系及摩擦力与Q重力之间的关系,分别讨论求解。
若v1>v2,且P受到的滑动摩擦力大于Q的重力,则可能先向右匀加速,加速至v1后随传送带一起向右匀速,此过程如图B所示,故B正确。若v1>v2,且P受到的滑动摩擦力小于Q的重力,此时P一直向右减速,减速到零后反向加速。若v2>v1,P受到的滑动摩擦力向左,开始加速度a1=eq \f(FT+μmg,m),当减速至速度为v1时,摩擦力反向,若有FT>μmg,此后加速度a2=eq \f(FT-μmg,m),故C正确,A、D错误。
5.(多选)如图所示,水平传送带由电动机带动,并始终保持以速率v匀速运动。现将质量为m的某物块无初速度地放在传送带的左端,经过时间t物块保持与传送带相对静止。设物块与传送带间的动摩擦因数为μ,对于这一过程,下列说法正确的是( )
A.摩擦力对物块做的功为eq \f(1,2)mv2
B.传送带克服摩擦力做的功为eq \f(1,2)mv2
C.系统摩擦生热为eq \f(1,2)mv2
D.电动机多做的功为mv2
答案:ACD
解析:设物块与传送带之间的滑动摩擦力大小为Ff,物块的位移大小为x1,物块对传送带摩擦力的作用点对地位移大小为x2,则x1=eq \f(1,2)vt,