专题10 传送带模型中的相对运动与能量---【模型与方法】备战2024年高考物理二轮热点模型

专题10 传送带模型中的相对运动与能量 目录 模型一　动力学中的传送带模型 1 类型(一)　水平传送带模型 1 类型(二)　倾斜传送带模型 2 模型二 传送带模型的能量问题 2 模型一　动力学中的传送带模型 动力学中的传送带模型是力学中的基本模型，主要考查对牛顿第二定律、匀变速直线运动规律的理解，涉及摩擦力、相对运动等的分析，知识综合性较强，试题难度往往较大。 类型(一)　水平传送带模型 1．三种常见情景 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 ①v0>v，可能一直减速，也可能先减速再匀速 ②v0＝v，一直匀速 ③v0<v，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，滑块一直减速到达左端 ②传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端。其中，若v0>v，返回时速度为v，若v0≤v，返回时速度为v0 2．解题方法突破 (1)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。 (2)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，直到共速，滑动摩擦力消失，与传送带一起匀速运动，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。 (3)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|。 类型(二)　倾斜传送带模型 1．两种常见情景 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 2.解题方法突破 物体沿倾角为θ的传送带运动时，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。 模型二 传送带模型的能量问题 1.传送带问题的两个角度 动力学角度 首先要正确分析物体的运动过程，做好受力分析，然后利用运动学公式结合牛顿第二定律求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系 能量 角度 求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解 2.功能关系分析 (1)功能关系分析：W＝ΔEk＋ΔEp＋Q。 (2)对W和Q的理解： ①传送带做的功：W＝Fx传。 ②产生的内能：Q＝Ffx相对。 【模型演练1】（2023上·江苏扬州·高三校考阶段练习）如图所示，一足够长的水平传送带以的速度向右传送，与倾角为的斜面的底端P平滑连接，将一质量的小物块从A点静止释放。已知A、P的距离，物块与斜面、传送带间的动摩擦因数均为，取，，。 （1）小物块第一次滑过P点时的速度大小； （2）物块第一次从P点冲上传送带到沿传送带运动到最远处的过程中，电动机因传送物块多做的功； （3）从释放到最终停止运动，小物块在斜面上运动的总路程。    【模型演练2】．（2023上·河南鹤壁·高三校考期中）如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角，传送带在电动机的带动下，始终保持的速率运行，现把一质量为的工件（可视为质点）轻轻放在传送带的底端，经过时间，工件被传送到的高处，g取，求： （1）工件与传送带间的动摩擦因数； （2）电动机由于传送工件多消耗的电能。 【模型演练3】．（2023上·江苏淮安·高三校联考阶段练习）如图所示，在电动机的带动下以的速度顺时针匀速转动的水平传送带左端与粗糙的弧形轨道平滑对接。质量的物体（可视为质点）从轨道上高的点由静止开始下滑，滑到传送带上的点时速度大小。物体和传送带之间的动摩擦因数，传送带两端之间的距离。传送带右端与光滑水平面平滑对接，物体与质量的静止小球发生弹性正碰。重力加速度。求： （1）物体从点下滑到点的过程中，摩擦力做的功； （2）物体第一次向右通过传送带的过程中，摩擦力对物体的冲量大小； （3）物体与小球碰后到向右再次经过点的过程中，因为物体在传送带上滑动电机多消耗的电能。 一、单选题 1．（2023上·四川绵阳·高三绵阳中学校考阶段练习）如图所示，三角形传送带以的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长度都是，且与水平方向的夹角均为。现有两个小物块A、B从传送带顶端都以的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数均为0.5。下列说法中正确的是（g取）（　　） A．物块A到达底端的速度比物块B到达底端的速度大 B．物块B先到达传送带底端 C．物块A、B在传送带上的划痕长度之比为 D．物块A、B在下滑过程中与传送带间产生的热