训练18 能量守恒定律----传送带问题-2022-2023学年高一物理下学期期末重难点模型强化讲解训练

专题18 能量守恒定律——传送带问题 【解决传送带问题的几个关键点】 1、受力分析 （1）“带动法”判断摩擦力方向：同向快带慢、反向互相阻； （2）共速要突变的三种可能性：①滑动摩擦力突变为零；②滑动摩擦力突变为静摩擦力；③方向突变。 2、运动分析 （1）参考系的选择：物体的速度、位移、加速度均以地面为参考系；痕迹指的是物体相对传送带的位移。 （2）判断共速以后一定与传送带保持相对静止作匀速运动吗？ （3）判断传送带长度——临界之前是否滑出？ 3、画图 画出受力分析图和运动情景图，特别是画好v-t图像辅助解题，注意摩擦力突变对物体运动的影响，注意参考系的选择。 【模型一】水平传动带模型上物体的常见运动 项目 情景1：轻放 情景2：同向 情景3：反向 图示 滑块可能的运动情况 (1)可能滑块一直加速； (2)可能滑块先加速后匀 速； (1)v0<v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速； (2)v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速．  (1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端． (2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端．其中v0>v和v0<v两种情况下滑块回到右端时有何不同？ 【模型二】倾斜传送带模型上物体的常见运动 项目 情景1：上传 情景2：下载 情景2：反向 图示 滑块可能的运动情况 (1)可能一直加速； (2)可能先加速后匀速； (3)还有其他结论吗？ (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． (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 1.倾斜传送带——上传模型 受力分析 运动分析（先加后共） 难点问题 μ>tanθ f=μmgcosθ f突变为静 f'=mgsinθ v v L θ t O v 共速 痕迹 a v 传送带 物体 t1 t2 ①滑动摩擦力f=μmgcosθ ②加速度a=g(μcosθ-sinθ) ③上传条件：μ>tanθ ④共速摩擦力突变为静摩擦力f'=mgsinθ 受力分析 运动分析（一直加速） 难点问题 μ<tanθ a f=μmgcosθ cosθ v v' L θ t O v a v 传送带 物体 t1 L ⑤μ<tanθ，物体向下加速 ⑥加速度a=g(μcosθ-sinθ) ⑦物体向下位移为L ⑧物体运动时间、末速度与传送带快慢无关 2. 倾斜传送带——下传模型 受力分析 运动分析 难点问题 μ≥tanθ f=μmgcosθ f突变为静 f'=mgsinθ v v L θ( t O v 共速 痕迹 a v 传送带 物体 t1 t2 ①滑动摩擦力f=μmgcosθ ②加速度a=g(μcosθ+sinθ) ③共速后，若μ≥tanθ 一起匀速，摩擦力突变为静摩擦力f'=mgsinθ μ<tanθ f=μmgcosθ f方向突变 f'=μmgcosθ v v L θ( t O v 共速 痕迹1 a v 传送带 物体 t1 t2 物体 2 a' ④共速后，若μ<tanθ[ 继续加速，滑动摩擦力方向突变、大小不变，加速度a'=g(sinθ-μcosθ) ⑤痕迹问题：共速前，x传>x物，痕迹Δx1=x传-x物，共速后，x物>x传，痕迹Δx2=x物-x传，总痕迹取二者中大的那一段 一、单选题 1．倾角为θ的传送带AB以速度v顺时针匀速转动，如图所示，传送带底端B点与水平轨道BC平滑连接，一质量为m的小物块从传送带上P点由静止释放，到达底端B时恰好达到与传送带速度相等，在B点无机械能损失，且恰好运动到水平轨道上Q点。已知物块与传送带之间、物块与水平地面之间的动摩擦因数均为μ，μ>tanθ。重力加速度为g。关于小物块的运动，下列说法正确的是（　　） A．若从P点上方某一位置由静止释放小物块，小物块仍恰好运动到Q点 B．若从P点下方某一位置由静止释放小物块，小物块仍恰好运动到Q点 C．小物块从P点运动到B点的过程中，传送带电动机增加的功率为 D．小物块从P点运动到Q点的过程中，整个系统由于摩擦面产生的内能为mv2 2．如图所示，甲、乙两传送带与水平面的夹角相同，都以恒定速率v向上运动。现将一质量为m的小物体（视为质点）轻轻放在A处，小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v；在乙传送带上到达离B处竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v，已知B处离地面的高度均为H。则在小物体从A到B的过程中（　　） A．两种情况下因摩擦产生的热量相等 B．两传送带对小物体做功相等 C．小物体与甲传送带间的动摩擦因数较大 D．两传送带消耗的电能相等 3．如图所示，一质量为1kg的小物块自斜面上A点由静止开