模型06 皮带（传送带）模型-备战2024年高考物理答题技巧与模板构建

模型六、皮带（传送带）模型 【模型概述】 一个物体以速度(≥0)在另一个匀速运动的物体上开始运动的力学系统可看做“传送带”模型，如图(a)、(b)、(c)所示. 【模型特点】 1、 水平传送带 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)时，可能一直减速，也可能先减速再匀速 (2)时，可能一直加速，也可能先加速再匀速 情景3 (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，其中返回时速度为v，当返回时速度为 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)可能先以加速后以加速 情景3 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 (3)可能一直匀速 (4)可能先以加速后以加速 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 【模型解题】 1、传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题. (1)水平传送带问题:求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断.判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等.物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻. (2)倾斜传送带问题:求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况，从而确定其是否受到滑动摩擦力作用.如果受到滑动摩擦力作用应进-步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况.当物体速度与传送带速度相等时,物体所受的摩擦力有可能发生突变. 2、解答传送带问题应注意的事项 (1)水平传送带上物体的运动情况取决于物体的受力情况，即物体所受摩擦力的情况;倾斜传送带上物体的运动情况取决于所受摩擦力与重力沿斜面的分力情况. (2)传送带.上物体的运动情况可按下列思路判定:相对运动→摩擦力方向→加速度方向→速度变化情况→共速，并且明确摩擦力发生突变的时刻是 (3)倾斜传送带问题，一定要比较斜面倾角与动摩擦因数的大小关系. 【模型训练】 【例1】如图所示，长为L的水平传送带以速度v0逆时针转动，可视为质点的滑块m从左侧以速度v水平滑上传送带，，最终滑块从传送带上滑离。若滑块与传送带之间的摩擦力大小为f，则（　　） A．滑块滑离时的动能可能为 B．滑块滑离时的动能可能为 C．滑块从滑上到离开过程中其机械能保持不变 D．滑块从滑上到离开过程中因摩擦而产生的热量为 变式1.1如图所示水平传送带以恒定速率v顺时针转动，现将一货物无初速地放在传送带的左端A处，则货物的速度v随时间t、位移x的变化规律的图像中不可能的是（　　） A． B．   C．     D．     变式1.2如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速度4m/s顺时针运行，质量为1kg的小物块以6m/s的初速度从传送带右端滑上传送带，经一段时间后小物块离开传送带。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，传送带的长度为10m，重力加速度，对上述过程，下列说法正确的是（　　） A．小物块对传送带做功为20J B．小物块对传送带做功为48J C．带动传送带转动的电动机多做的功为40J D．带动传送带转动的电动机多做的功为50J 【例2】把一小木块放在逆时针转动的水平传送带上，其右端用一根细绳拴在墙上。小木块质量为1kg，小木块与传送带之间的动摩擦因数为0.3，则（重力加速度取）（　　） A．小木块受到的滑动摩擦力的水平向右 B．小木块受到细绳的拉力大小为0.3 N C．小木块与传送带之间的滑动摩擦力大小为3 N D．剪断细绳后，小木块静止不动 变式2.1如图所示，水平传送带以某一速度沿顺时针方向匀速转动，劲度系数为的轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一端与一个质量为的滑块相连，某时刻将弹簧拉伸到某处静止释放滑块，当滑块向左运动的距离为时（滑块未滑离传送带），速度减小为0，此时弹簧恰好恢复原长，此过程中滑块与传送带之间因摩擦而产生的热量为。下列说法中正确的是（  ） A．滑块与传送带之间的动摩擦因数为 B．若只将传送带的速度增大为原来的2倍，其他条件不变，滑块向左运动的时间将增加 C．若只将传送带的速度增大为原来的2倍，其他条件不变，滑块向左运动的过程中，滑块与传送带之间因摩擦而产生的热量变为 D．由于摩擦力的作用，滑块将不能返回到出发点 变式2.2如图所示滑块A和B叠放在传送带上，B被细线连于墙上。如果传送带逆时针转动，滑块A和B都相对地面静止，则下列说法正确的是（