第3章 专题提升练5 “传送带”模型中的动力学问题(作业课件) -【赢在微点·顶层设计】2026年高中物理高考一轮总复习

专题提升练5 “传送带”模型中的动力学问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 8 2 3 4 1.(2025·保定模拟)一足够长倾斜传送带如图所示，木箱沿静止的传送带匀速下滑。某时刻起传送带开始顺时针运转，木箱将( ) A.继续匀速下滑 B.减速下滑 C.加速上滑 D.匀速上滑 梯级Ⅰ 基础练 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 传送带静止时，木箱受重力、传送带的支持力和沿传送带向上的滑动摩擦力作用，当传送带顺时针运转后，木箱仍受重力、传送带的支持力和沿传送带向上的滑动摩擦力作用，木箱受力大小、方向都没变，则木箱仍匀速下滑，A项正确。 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(2024·北京卷)水平传送带匀速运动，将一物体无初速度地放置在传送带上，最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是 ( ) A.刚开始物体相对传送带向前运动 B.物体匀速运动过程中，受到静摩擦力 C.物体加速运动过程中，摩擦力对物体做负功 D.传送带运动速度越大，物体加速运动的时间越长 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 刚开始时，物体速度小于传送带速度，则物体相对传送带向后运动，A项错误；匀速运动过程中，物体与传送带之间无相对运动趋势，则物体不受摩擦力作用，B项错误；物体加速，由动能定理可知，摩擦力对物体做正功，C项错误；设物体与传送带间动摩擦因数为μ，物体相对传送带运动时加速度a==μg，做匀加速运动时，物体速度小于传送带速度则一直加速，由v=at可知，传送带速度越大，物体加速运动的时间越长，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.(多选)(2025·衡水模拟)如图所示，一粗糙的水平传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向转动，传送带的左、右两端皆有一与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定的速度v2沿水平面分别从左、右两端滑上传送带，下列说法正确的是( ) 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.物体从右端滑到左端所需的时间一定大于物体从左端滑到右端的时间 B.若v2<v1，物体从左端滑上传送带必然先做加速运动，再做匀速运动 C.若v2<v1，物体从右端滑上传送带，则物体可能到达左端 D.若v2<v1，物体从右端滑上传送带又回到右端，在此过程中物体先做减速运动再做加速运动 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 若物体从右端滑到左端和从左端滑到右端的过程中一直相对于传送带滑动做匀减速运动，此时滑动摩擦力产生加速度，两者加速度大小相等，运动的位移大小相等，都做匀变速运动，则运动的时间相等，A项错误；若v2<v1，物体从左端滑上传送带时所受的滑动摩擦力向右，物体先做匀加速运动，当物体运动到右端时速度仍小于传送带速度时，则没有匀速过程，B项错误；若v2<v1， 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 物体从右端滑上传送带，物体所受摩擦力向右，物体做匀减速运动，当物体滑到左端速度大于等于零时，可以到达左端，C项正确；若v2<v1，物体从右端滑上传送带又回到右端，物体受到的摩擦力一直向右，加速度不变，即先向左匀减速，后向右匀加速，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.如图甲所示，MN是一段倾角为θ=30°的传送带，一个可以看作质点，质量为m=1 kg的物块，以速度v0=4 m/s从M点开始沿传送带向下运动。物块运动过程的部分v-t图像如图乙所示，取g=10 m/s2，则 ( ) 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.物块最终从传送带N点离开 B.物块将在4.8 s时回到原处 C.物块与传送带之间的动摩擦因数为 D.传送带的速度v=1 m/s，沿逆时针方向 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 从v-t图像可知，物体速度减为零后反向向上运动，最终的速度大小为1 m/s，因此物块不会从N点离开，物体最终与传送带共速，所以传送带的速度v=1 m/s，沿顺时针方向，A、D两项错误；v-t图像中的斜率表示加速度，可知物块沿传送带下滑时的加速度大小为a= m/s2=2.5 m/s2，根据牛顿第二定律可得a=，联立解得物块与传送带之间的动摩擦因数为 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 μ=，C项正确；物块沿传送带向下减速到速度为0所用时间为t1==1.6 s，物块沿传送带向下减速通过的位移大小为x1=t1= 3.2 m，物块反向向上加速到与传送带共速所用时间为t2== 0.4 s，物块反向向上加速通过的位移大小为x2=t2=0.2 m，物块与传送带共速后继续向上运动回到原处所用时间为t3==3 s，物块从滑上传送带到回到原处所用时间为t=t1+t2+t3=5 s，B项错误。 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 5.如图所示，倾角为θ的传送带始终以5 m/s的速度顺时针匀速运动，一质量为1 kg的物块以10 m/s的速度从底端冲上传送带，恰好能到达传送带顶端。已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，取重力加速度大小g=10 m/s2，sin θ=0.6，物块从传送带底端运动到顶端的时间为( )   A.1.0 s　　 B.1.5 s C.2.5 s　 　D.3.0 s 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 开始时物块速度大于传送带速度，所受传送带摩擦力沿传送带向 下，根据牛顿第二定律mgsin θ+μmgcos θ=ma1，解得a1=10 m/s2，物块速度与传送带速度相等所需的时间t1==0.5 s，之后物块的速度小于传送带的速度，物块所受摩擦力沿传送带向上，根据牛顿第二定律mgsin θ-μmgcos θ=ma2，解得a2=2 m/s2，物块从速度等于传送带速度到速度为零所需时间t2==2.5 s，物块从传送带底端运动到顶端的时间t=t1+t2=3.0 s，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 6.如图，相距l=2.5 m的两平台位于同一水平面内，二者之间用传送带相接，传送带向右匀速运动，根据需要设定驱动系统的速度大小v= 1 m/s。质量m=10 kg的货物(可视为质点)放在距传送带左侧1 m处的P点，右侧平台的人通过一根轻绳用恒力F=40 N水平向右拉货物。已知货物与平台间的动摩擦因数μ1=0.2，货物与传送带间的动摩擦因数μ2=0.5，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取 10 m/s2。求： 1 5 6 7 8 2 3 4 梯级Ⅱ 能力练 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)货物运动到传送带左端时的速度大小； 根据牛顿第二定律F-μ1mg=ma1， 得货物在左端平台上时加速度为a1==2 m/s2， 由运动学规律有=2a1s1，s1=1 m， 解得货物运动到传送带左端时的速度大小为v1=2 m/s。 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)货物在传送带上运动的时间。 由于v1>v，故货物滑上传送带后受到的摩擦力向左，此时 F-μ2mg=ma2， 加速度为a2==-1 m/s2， 故货物开始做匀减速运动，设经过时间t2与传送带共速，得t2==1 s， 该段时间货物位移为s2=t2=1.5 m， 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 共速后货物匀速运动，设再经过时间t3到达传送带右端，得t3==1 s， 故货物在传送带上运动的时间为t=t2+t3=2 s。 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 7.传送带在流水线中的应用节省了劳动力，降低了商品成本。车间中两段传送带的截面图如图所示，1为长度L1=2 m的水平传送带，2为长度L2=1 m，倾角θ=37°的倾斜传送带。现将质量m=8 kg的货物轻放在传送带1的右端点a，货物到达b处刚好与传送带1的速度相等。货物与传送带1、2之间的动摩擦因数分别为μ1=0.4，μ2=0.5，货物在连接点b处速度大小不变从水平滑上斜面，两传送带均逆时针运行。已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，重力加速度g取10 m/s2。 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)求传送带1的速度大小； 货物放上传送带1后一直做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，有μ1mg=ma， 解得a=μ1g=4 m/s2， 根据运动学公式，有=2aL1， 解得v1=4 m/s。 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)要使货物能够运送至c点，求传送带2的最小速度； 若传送带2不转动，则货物向上运动的加速度一直保持 a1==g(μ2cos θ+sin θ)=10 m/s2， 最远距离为smax==0.8 m<L2，货物无法运动到c点， 若传送带2的速度大于4 m/s，则货物向上运动的加速度一直保持 a2==g(sin θ-μ2cos θ)=2 m/s2， 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 最远距离为smax'==4 m>L2， 货物运动到c点时速度不为零。设传送带2的速度为v时，恰好能将货物运送至c点。据以上信息可知，v的值一定在0<v<4 m/s之间，货物在传送带2上先做a1=10 m/s2匀减速直线运动，当速度相等 时，改做a2=2 m/s2的匀减速直线运动，到达c点时速度恰好为零。由逆向思维法，有s1=，s2=，s1+s2=L2， 解得v=1 m/s。 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)改变传送带1、2的速度，求货物从a到达c的最短时间。 货物在传送带1中一直做匀加速度直线运动所用时间最短， L1=a，所以t1=1 s， 当传送带2速度足够大，货物在传送带2上一直做加速度大小为2 m/s2的匀减速直线运动L2=at1t2-a2， 解得t2=(2-) s， 所以最短时间为t=t1+t2=(3-) s。 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 8.双层皮带输送机的出现极大地提升了物流输送效率，它可以将货物同时进行输送装卸。双层皮带输送机可简化为如图所示的两个传送速率相同的传送带，上层传送带长为4.02 m，与水平方向夹角为 37°，水平的下层传送带长为3.21 m。货物放在材质相同的纸箱内，纸箱(可视为质点)与上、下两层传送带之间的动摩擦因数均为0.8，上、下两层传送带均以恒定速率0.4 m/s逆时针运行。装卸工人乙将纸箱轻放在下层传送带最右端，装卸工人甲同时将纸箱以大于传送带的速度无碰撞地推上传送带，另一端的分拣员同时接到两个纸 箱。已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g取10 m/s2，求： 1 5 6 7 8 2 3 4 梯级Ⅲ 创新练 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)纸箱被传送到分拣员处经过的时间； 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 在水平传送带上，纸箱受到摩擦力作用，先做加速运动， μmg=ma，解得a=8 m/s2， 加速到与传送带速度相等的时间t1== s=0.05 s， 加速到与传送带速度相等时的位移x1=a=0.01 m， 速度相等后一起匀速运动的位移x2=L2-x1=3.2 m， 匀速运动的时间t2==8 s， 纸箱被传送到分拣员处经过的时间t=t1+t2=8.05 s。 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)纸箱被装卸工人甲推入传送带时的速度大小。 1 5 6 7 8 2 3 4 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 当速度相等后与传送带一起做匀速运动，匀速运动的位移 x4=L1-x3， 匀速运动的时间t4=， 根据t=t3+t4， 整理得-0.8v1-0.48=0， 解得v1=1.2 m/s， 故纸箱被推入传送带时的速度大小为1.2 m/s。 解析 1 5 6 7 8 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 设装卸工人甲推纸箱的速度为v1，纸箱从推入传送带到与传送带速度相同所需时间t3，由于v1>v2，纸箱做减速运动，加速度大小为 a1==0.4 m/s2， 则减速到与传送带速度相等的时间t3==-1 s， 减速到与传送带速度相等时的位移x3==-0.2 m， $$