模型11 传送带模型-2022年高考物理二轮复习经典模型透析

模型11 传送带模型 1.分类。传送带分为水平传送带、倾斜传送带、水平+倾斜传送带。 2.过程分析 设传送带的速度为 ，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，两定滑轮之间的距离为L，物体置于传送带一端时的初速度为 。 （1） =0，物体刚置于传送带上时由于受摩擦力作用，将做a=μg的加速运动。假定物体从开始置于传送带上一直加速到离开传送带，则其离开传送带时的速度为 。 若 < 2μgL，则物体在传送带上将先加速运动，后匀速运动； 若 =2ugL，则物体在传送带上刚好离开时，和传送带速度相同，此过程一直加速； 若 >2ugL，则物体在传动带上将一直加速运动，直到离开传送带。 （2） ≠0。当 和传送带运动方向相同时： ① 。根据（1）中的分析可知，物体刚在传送带上时先加速运动，物体已知加速离开传送带时，速度 。 若 < ，则物体在传送带上先加速运动，后匀速运动，直至离开传送带； 若 EMBED Equation.KSEE3 ，则物体刚好加速到和传送带相同的速度时，离开传送带； 若 EMBED Equation.KSEE3 ，则物体在传送带上一直做加速运动，直至离开传送带。 ② 。物体在传送带上先做减速运动，直到离开传送带时： 若 < 。则物体在传送带上先减速运动，后和传送带一起做匀速运动。 若 = 。则物体在传送带上一直做减速运动，直到离开传送带时， 。 若 > 。则物体在传送带上一直做减速运动。 （3）当传送带速度方向和物体速度方向相反时：物体将做加速度为 的减速运动，假设物体离开另一端传送带时， 。 若 ，物体能够从另外一端离开传送带。 若 ，物体不能从另外一端离开传送带，即物体先向左做减速运动，当相对传送带速度为零时，又随着传动带一起加速运动，最后物体可能是加速离开传动带，也有可能是匀速离开传动带。 （4）传送带中能量关系。 ①当初速度为零的物体放置在传送带上与传送带共速过程中，物块的动能增加量等于这个过程中的克服摩擦力做的功。 ②整个过程在多消耗的电能等于克服摩擦做功。即 传送带倾斜，当把物体轻轻的放在传送带上时，分为两种情况： （1）当传送带的上表面以恒定的速率向下运行时，物体的初速度为零，有相对传送带有向上的相对速度，物体受到滑动摩擦力方向沿传送带向下，第一阶段受力如图所示，则有： 物体以初速度为0，加速度为 加速下滑，直到速度等于传送带的速度为止，此时又分为两种情况： ①若 ，即 时，物体受到沿斜面向上的静摩擦力作用，在斜面上随传送带一起向下运动。摩擦力也由原来的沿着斜面向下的滑动摩擦力变为沿着斜面向上的静摩擦力。此时满足： ②若 ，即 ，物体将沿着斜面下滑，此时满足： （2）当传送带的上表面以恒定的速率向上运行时，斜面底端的物体的初速度为零，物体受到滑动摩擦力方向沿传送带向上，物体受力如图，此种情况也存在两种情况： 若 ，即物体会随着传送带一起向上运动，不会发生相对滑动，直到到达传送带的顶端； 若 ，物体不会随着传送带一起运动。 SHAPE \* MERGEFORMAT 1．如图甲所示，倾角为 的传送带以 的恒定速率沿顺时针方向转动，其顶端与底端间的距离为 ， 时刻将质量 的小物块轻放在传送带顶端。小物块受到一个方向垂直传送带向上的力F，大小随时间按图乙规律变化，物块与传送带间的动摩擦因数为 ，已知 ， ， ，取 ，则小物块（　　） A．始终沿传送带向下加速 B．运动过程中加速度大小变化 C．在传送带上运动的总时间为 D．与传送带之间因摩擦产生的总热量为 2．如图所示，一水平的浅色长传送带上放置一质量为m的煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a开始运动，当其速度达到v后，便以此速度做匀速运动，经过一段时间，煤块在传送带上留了一段黑色痕迹后，相对于传送带不再滑动，关于上述过程，以下判断正确的是（重力加速度大小为g）（　　） A．μ与a之间一定满足关系 B．煤块从开始运动到相对传送带静止通过的位移为 C．煤块从开始运动到相对传送带静止经历的时间为 D．黑色痕迹的长度为 3．如图所示，足够长的水平传送带以 的速率顺时针匀速运行， 时，在最左端轻放一个小滑块， 时，传送带突然制动停下，已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为 ，取 ，下列关于滑块相对地面运动的 图像正确的是（　　） A．B．C．D． 4．如图所示是动力滚筒输送机示意图，水平框架上安装了许多同样的转筒，由电动机带动转筒转动。当物体放到转筒上，依靠转筒摩擦带动运送货物。动力滚筒输送机适用于各类 箱、包、托盘等货件的输送。滚筒输送机具有结构简单，可靠性高，使用维护方便等优点。某快递公司用动力滚筒输送机分拣快递，动力滚筒输送机水平方向放置，转筒半径为r=4cm，转动角速度