2024届高考物理二轮专题导学案：恒力作用下直线运动综合问题 （传送带问题）

( 高三二轮 组题人： 核对人： 审核人： 学案 高三理科 第 周第 个 ) 恒力作用下直线运动综合问题 （传送带问题） 一．常见基本问题及其处理方法 1．常见问题的处理 常见基本问题 处理方法 分析物体所受的摩擦力（动力、阻力） 根据物体与传送带的相对运动方向来判断，摩擦力的突变的时刻 —— v物与v带相同时 确定物体的运动情况 应用假设法进行排查 相对位移（路程）的计算 弄清对地位移和相对位移的概念是前提。可先由运动学公式求出某段时间内物体与传送带的对地位移，然后用“快”的减去“慢”的就是差距。也可应用图像法或相对运动法进行求解 求摩擦生热（内能） 物体在克服滑动摩擦力做功过程中转化成的内能等于滑动摩擦力与相对滑动路程的乘积 Q = f·s相对；将静止状态物体放到水平匀速运动的传送带上，在物体与传送带共速过程中，转化为内能的能量值和物体增加的动能值相等。 传动系统中的功能关系 WF = ΔEk + ΔEp + Q 2．水平传送带运动情境分析 初始条件 运动情境 v – t图像 运动过程分析 v物 = 0 物块在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动，当物块与传送带共速时，两者相对静止，一块做匀速直线运动。 v物 < v带 物块在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动，当物块与传送带共速时，两者相对静止，一块做匀速直线运动。 v物 = v带 物块与传送带保持相对静止，一起做匀速直线运动，无摩擦力 v物 > v带 物块在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动，当物块的速度与传送带速度相等时，与传送带保持相对静止，一块做匀速直线运动 – v物 物块在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动，当物块的速度减为零后，又会在滑动摩擦力作用下反向加速 3倾斜传送带模型 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 例1．如图传送带以v1的速度匀速运动，物体以v2的速度从B点滑上传送带，已知A、B之间的传送带长度为L，物体与传送带之间的动摩擦因素为μ，则以下判断正确的是（　　） A．当时，物体一定从左端离开传送带 B．当时，物体一定从左端离开传送带 C．物体从右端B点离开传送带时的速度一定等于v1 D．物体从右端B点离开传送带时的速度一定不会大于v2 例2. 如图所示，一质量 m=0.1kg 的小煤块以 v0=5m/s 的初速度从最左端水平进入轴心距离 L=8m 的水平传送带， 传送带可由一电机驱使而转动。 已知小煤块与传送带间的动摩擦因数 μ=0.1(取 g=10m/s2)（ ） A．若电机不开启， 传送带不转动，小煤块滑离传送带右端的速度大小为 3m/s B．若电机不开启， 传送带不转动，小煤块在传送带上运动的总时间为 3s C．若开启电机，传送带以 6m/s 的速率顺时针转动，则小煤块在传送带上留下的一段黑色痕迹的长度为 1.0m D．若开启电机，传送带以 6m/s 的速率逆时针转动，则小煤块在传送带滑动的过程中产生的热量为 2.0J 例3. 如图所示，倾斜的传送带始终以恒定速率运动。一小物块以的初速度冲上传送带，则自小物块冲上传送带时，小物块在传送带上运动的速度图象可能是( ) A． B． C． D． 例4．如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向转动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，速率为v2′，则下列说法正确的是（ ） A．若v1 < v2，则v2′ = v1 B．若v1 > v2，则v2′ = v2 C．不管v2多大，总有v2′ = v2 D．只有v1 = v2时，才有v2′ = v1 例5.如图所示，足够长传送带与水平方向的倾角为θ，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m，开始时a、b及传送带均静止，且a不受传送带摩擦力作用，现让传送带逆时针匀速转动，则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中(　　) A．物块a重力势能减少mgh B．摩擦力对a做的功大于a机械能的增加 C．摩擦力对a做的功小于物块a、b动能增加之和 D．任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小相等 例6.如图甲所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行，现将一质量m＝1 kg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°