专题5 传送带模型-2022年高考二轮复习高中物理专项突破练（2019人教版）

【专题5】 传送带模型 【基础过关】 【要点归纳】 1．水平传送带 项目 图示 滑块可能的运动情况 共速与返回 情景1 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 若≤l，物、带能共速； 情景2 (1)v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速 (2)v0<v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速 若≤l，物、带能共速 情景3 (1)传送带较短或v0较大时滑块一直减速到左端 (2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端.若v0>v返回时速度为v，若v0<v返回时速度为v0 若≤l，物块能返回 2．倾斜传送带 项目 图示 滑块可能的运动情况 情景1 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 情景2 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 (3)可能先以a1加速后以a2加速 情景3 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 (3)可能一直减速 (4)可能先以a1加速后以a2加速 情景4 (1)可能一直加速 (2)可能一直匀速 (3)可能先减速后反向加速 (4)可能一直减速 【方法归纳】 1．水平传送带：水平传送带又分为两种情况：物体的初速度与传送带速度同向(含物体初速度为0)或反向. 在匀速运动的水平传送带上，只要物体和传送带不共速，物体就会在滑动摩擦力的作用下，朝着和传送带共速的方向变速(若v物<v传，则物体加速；若v物>v传，则物体减速)，直到共速，滑动摩擦力消失，与传送带一起匀速，或由于传送带不是足够长，在匀加速或匀减速过程中始终没达到共速. 计算物体与传送带间的相对路程要分两种情况：①若二者同向，则Δs＝|s传－s物|；②若二者反向，则Δs＝|s传|＋|s物|. 2．倾斜传送带：物体沿倾角为θ的传送带传送时，可以分为两类：物体由底端向上运动，或者由顶端向下运动.解决倾斜传送带问题时要特别注意mgsin θ与μmgcos θ的大小和方向的关系，进一步判断物体所受合力与速度方向的关系，确定物体运动情况. 无临界速度时，滑块与滑板分离，确定相等时间内的位移关系解题；有临界速度时，滑块与滑板不分离，假设速度相等后加速度相同，由整体法求解系统的共同加速度，再由隔离法用牛顿第二定律求滑块与滑板间的摩擦力f，如果该摩擦力不大于最大静摩擦力说明假设成立，则整体列式解题；如果该摩擦力大于最大静摩擦力说明假设不成立，则分别列式；确定相等时间内的位移关系解题。 判断滑块与滑板是否发生相对滑动是解决这类问题的一个难点，通常采用整体法、隔离法和假设法等。往往先假设两者相对静止，由牛顿第二定律求出它们之间的摩擦力f，与最大静摩擦力fm进行比较。若f＜fm，则不会发生相对滑块；反之，将发生相对滑动。从运动学角度看，滑块与滑板的速度和加速度不等，则会发生相对滑动。 【考点归纳】 【考点一】 物块以初速度为零放入水平传送带一端 【典型例题1】 (2022届陕西省西安市第一中学高三(上)期中)如图所示，水平传送带长为L，始终以速度v保持匀速运动，把质量为m的货物无初速地放到A点，当货物运动到AC的中点B时速度恰为v，而后被传送到C点．货物与皮带间的动摩擦因数为μ，则货物从A点到C点的过程中 A．摩擦力对货物做的功为 B．摩擦力对货物做功的平均功率为 C．传送带克服摩擦力做功为 D．传送带克服摩擦力做功的平均功率为 【解析】 A．货物从A到B过程中在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动，加速度为，从B到C过程中两者相对静止，摩擦力为零，所以整个过程中只有从A到B过程中存在滑动摩擦力，所以根据，得摩擦力做功为：，故A错误； B．在货物加速过程中，摩擦力做功，由运动学公式有：，由W=Pt可得：到达中点的平均功率为：，中点之后摩擦力不再做功，故总的平均功率要小于该值，故B错误； C．物体在加速过程中平均速度为，而传送带的速度为v，物体加速位移为，则传送带前进的位移一定为L；故传送带克服摩擦力所做的功为Wf′=μmgL，故C正确； D．传送带克服摩擦力所做的功为Wf′=μmgL，由A到C用时，故传送带克服摩擦力做功的功率应为，故D错误。故选C。 【答案】 C (对应训练)(2021·甘肃省靖远一中)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，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块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于传送带静止经历的位移为 C．煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为 D．黑色痕迹的长度