专题19 力学三大观点解决传送带模型相关问题-2022届高考物理二轮跨模块真题演练重难点专题复习导学案

2022届高考物理二轮跨模块真题演练重难点专题复习导学案 专题19 力学三大观点解决传送带模型相关问题 真题解析 一.典型例题 1.（2021八省联考江苏卷）如图所示，水平传送带足够长，向右前进的速度，与倾角为的斜面的底端P平滑连接，将一质量的小物块从A点静止释放。已知A、P的距离，物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为、，取重力加速度，，。求物块 第1次滑过P点时的速度大小； 第1次在传送带上往返运动的时间t； 从释放到最终停止运动，与斜面间摩擦产生的热量Q。 【答案】答：第1次滑过P点时的速度大小为； 第1次在传送带上往返运动的时间t为9s； 从释放到最终停止运动，与斜面间摩擦产生的热量Q为48J。 【解析】物块沿斜面下滑，由牛顿第二定律得： 由速度位移关系式可得： 代入数据，解得： 物块过P点后减速，因为传送带足够长，所以物块一定能减速到零，对物块根据牛顿第二定律得： 减速过程的时间： 减速到零后开始反向加速，这一过程先匀加速到与传送带共速，再做匀速直线运动。 加速阶段： 匀速阶段： 故物块第1次在传送带上往返运动的时间 根据能量守恒，物块第1次滑过P点时与斜面的摩擦产生的热量为： 此时动能为： 根据已知条件分析可知，物块之后再到达P点的速度不会大于，则物块此后在传送带上的运动为对称的，即从P点进入传送带跟离开传送带速度等大反向，动能将在之后的循环运动中转化为热量，根据能量守恒有： 此时动能为： 故 联立，代入数据解得： 小结： 根据牛顿第二定律，结合速度位移关系式求解。 物块过P点后减速，因为传送带足够长，所以物块一定能减速到零，减速到零后开始反向加速，这一过程先匀加速到与传送带共速，再做匀速直线运动。根据牛顿第二定律，结合运动学公式求解。 根据已知条件分析可知，物块之后再到达P点的速度不会大于，则物块此后在传送带上的运动为对称的，即从P点进入传送带跟离开传送带速度等大反向，第一次到达P时的动能将在之后的循环运动中转化为热量。再根据能量守恒定律求解。 解答本题的关键是能熟练应用能量守恒定律、运动学公式及牛顿第二定律；要注意中物块减速为零后，反向过程分为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段；的关键是能分析出物块第一次到达P点时的动能将在之后的循环运动中转化为热量。 二体验真题限时练（参考时间：15分钟） 1．【2011·福建卷】如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图象（以地面为参考系）如图乙所示．已知，则（　　） A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大 B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C．0~ t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 D．0~ t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 【答案】B 【解析】当小物块速度为零时，小物块离A处的距离达到最大，为t1时刻，选项A错误；t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大，选项B正确；0~ t2时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右，选项C错误；0~ t2时间内，小物块始终受到大小不变的滑动摩擦力作用，t2~ t2时间内，由于小物块与传送带速度相同，二者相对静止，小物块不受摩擦力作用，选项D错误。 2．【2014·四川卷.多选】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象可能是（）【答案】BC [解析]若v1=v2，小物体P可能受到的静摩擦力等于绳的拉力，一直相对传送带静止,匀速向右运动若最大静摩擦力小于绳的拉力，则小物体P先向右匀减速运动，减速到零后反向匀加速直到离开传送带，由牛顿第二定律知mQg - μmpg= (mQ +mp)a ,加速度不变;若v1>v2，小物体P先向右匀加速直线运动，由牛顿第二定律知μmpg -mQg= (mQ +mp)a ,到小物体P加速到与传送带速度v1相等后匀速,故B选项可能;若v1<v2以2，小物体P先向右匀减速直线运动,由牛顿第=定律知mQg - umpg = (mQ + mp)a1,到小物体P减速到与传送带速度v1相等后继续向右加速但滑动摩擦力方向改向，此时匀减速运动的加速度为mQg +μmpg =(mQ +mp)a2,到加速为零后，又反向以a2加速度匀加速运动，而a2> a1，故C选项，A、D选项错误。 3.2012年理综安徽卷24.（20分） 如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量 M=2kg的小物块A。装置的中