第四节 牛顿定律与传送带模型-2023年高考物理一轮系统复习学思用

第四节 牛顿定律与传送带模型 【要点归纳】 一、水平传送带 项目 图示 滑块可能的运动情况 共速与返回 题型1 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 若≤l，物、带能共速； 题型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 题型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 二、倾斜传送带 项目 图示 滑块可能的运动情况 题型1 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 题型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 题型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 题型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 三、求解传送带问题的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析与判断. 四、临界状态 当v物＝v带时，摩擦力发生突变，物体的加速度发生突变. 【夯实基础练】 1．(2022•西南大学附属中学校高三(下)全真二)传送装置在物流快递中的应用使得分拣工作更加智能化。如图所示，水平传送带在电机的带动下，始终以速度沿图示方向匀速运动：一质量为m的快递件以的速度从左端水平滑上传送带，最终快递件与传送带共速，则快递件与传送带间由于摩擦产生的热量为(　　) A． B． C． D． 【解析】 快递件与传送带相对运动过程中，做匀加速直线运动，快递件的位移，传送带位移，根据速度时间关系式，根据牛顿第二定律，由于摩擦产生的热量，联立解得，故选D。 【答案】 D 2．(2022•华南师范大学附属中学一模)(多选)如图所示，一足够长的、倾角为37°的传送带以恒定速率稳定运行，一质量m = 1kg、底部有墨粉的小物体从传送带中间某位置平行滑上传送带，取物体沿传送带向上运动方向为正方向，则物体相对地面的速度随时间变化的关系如图所示，若取，，。则下列说法正确的有( ) A．0—8s内物体位移的大小为14m B．物体与传送带间动摩擦因数 C．0—4s内物体上升的高度为4m D．0—8s内物体在传送带上留下的墨迹长度为18m 【解析】 A．物体运动的位移即v—t图像与坐标轴围成的面积，A正确； B．由物体运动v—t图像可知，在2—6s内物体做匀加速直线运动，有，μmgcos37° - mgsin37° = ma，经过计算有μ = 0.875，B错误； C．物体运动的位移即v—t图像与坐标轴围成的面积，在0—4s内由图知，物体运动的位移为0，则在0—4s内物体上升的高度为0，C错误； D．由选项A可知，在0—8s内物体相对地面走过的位移x = 14m，传送带相对地面走过的位移x′ = vt = 4 × 8m = 32m，则0—8s内物体在传送带上留下的墨迹长度为x = x′ - x = 18m，D正确。故选AD。 【答案】 AD 3．(2022•北京市丰台区高三(下)一模)如图所示，物块放在与水平面夹角为的传送带上，且始终与传送带相对静止。关于物块受到的摩擦力f，下列说法正确的是(　　) A．当传送带匀速向上运动时，f的方向一定沿传送带向下 B．当传送带减速向上运动时，f的方向一定沿传送带向上 C．当传送带加速向上运动时，f的方向一定沿传送带向上 D．当传送带加速向下运动时，f的方向一定沿传送带向下 【解析】 A．物块放在与水平面夹角为的传送带上，且始终与传送带相对静止，当传送带匀速向上运动时，根据平衡条件知摩擦力与沿斜面向下的重力的分力等大反向，f的方向一定沿传送带向上，故A错误； BD．当传送带减速向上运动或加速向下运动时，物块始终与传送带相对静止，由牛顿第二定律得，当 时，静摩擦力为零；当a＞gsinθ时，静摩擦力沿斜面向下；当a＜gsinθ时，静摩擦力沿斜面向上；故BD错误； C．当传送带加速向上运动时，块始终与传送带相对静止，由牛顿第二定律得，f的方向一定沿传送带向上，故C正确。故选C。 【答案】 C 4．(2022•广东省深圳市高三(下)第二次调研)如图，工人用传送带运送货物，传送带倾角为，顺时针匀速转动，把货物从底端A点运送到顶端B点，其速度随时间变化关系如图所示。己知货物质量为，重力加速度取。则(　　) A．传送带匀速转动的速度大小为 B．货物与传送带间的动摩擦因数为 C．两点的距离为 D．运送货物的整个过程中摩擦力对货物做功 【解析】 A．由图像可知，货物先向上匀加速，再向上匀速，所以传送