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专题08 连接体、传送带问题
1.(2024·全国·真题)如图,一轻绳跨过光滑定滑轮,绳的一端系物块P,P置于水平桌面上,与桌面间存在摩擦;绳的另一端悬挂一轻盘(质量可忽略),盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m,并测量P的加速度大小a,得到图像。重力加速度大小为g。在下列图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】设P的质量为,P与桌面的动摩擦力为;以P为对象,根据牛顿第二定律可得
以盘和砝码为对象,根据牛顿第二定律可得
联立可得
可知,a-m不是线性关系,排除AC选项,可知当砝码的重力小于物块P最大静摩擦力时,物块和砝码静止,加速度为0,当砝码重力大于时,才有一定的加速度,当趋于无穷大时,加速度趋近等于。
故选D。
2.(24-25高一上·广东揭阳·揭阳一中·期末)粗糙水平面上并排放着两个长方体木块,质量分别为,,木块A、B与水平面间的动摩擦因数均为,木块A通过轻质水平弹簧与竖直墙壁相连,现用外力缓慢向左水平推木块B,使木块A、B一起向左移动一段距离后突然撤去外力,木块A、B由静止开始运动,设撤去外力瞬间弹簧弹力大小为,则( )
A.撤去外力的瞬间,木块A对木块B的作用力大小为
B.撤去外力的瞬间,木块A对木块B的作用力大小为
C.木块A、B分离时,弹簧的弹力为0
D.木块A、B分离前,A、B一直做加速运动
【答案】BC
【详解】AB.对A、B整体受力分析,根据牛顿第二定律有
对B进行分析,根据牛顿第二定律有
解得
故A错误,B正确;
C.木块A、B刚刚分离时,加速度相等,相互之间的弹力为0,对B进行分析,根据牛顿第二定律有
方向水平向左。对A进行分析,根据牛顿第二定律有
解得
即木块A、B分离时,弹簧的弹力为0,故C正确;
D.结合上述,木块A、B分离时,弹簧的弹力为0,此时弹簧处于原长,可知,弹簧先前一直处于压缩状态,弹力一直减小至0,则撤去外力后,弹簧弹力开始大于摩擦力,后小于摩擦力,即A、B先做加速运动,后做减速运动,故D错误。
故选BC。
3.(24-25高一上学期·广东深圳高级中学·期末)质量为1kg的物块放在一个纵截面为矩形的静止木箱内,物块和木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.3,开始时物块被一根轻弹簧用1.6N的水平拉力向左拉着而保持静止;如图所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取。则( )
A.木箱以的加速度竖直向下加速时,物块与木箱之间发生相对滑动
B.木箱以的加速度竖直向上加速时,物块与木箱之间发生相对滑动
C.木箱以的加速度水平向左加速时,物块与木箱之间能相对静止
D.木箱以的加速度水平向右加速时,物块所受的摩擦力为2N
【答案】C
【详解】A.木箱以2m/s2的加速度竖直向下加速时,对物块,根据牛顿第二定律有
解得支持力为
此时的最大静摩擦力为
则物块能与木箱保持相对静止,故A错误;
B.木箱以的加速度竖直向上加速时,对物块,根据牛顿第二定律有
解得支持力为
此时的最大静摩擦力为
则物块能与木箱保持相对静止,故B错误;
C.木箱以的加速度水平向左加速时,对物块,根据牛顿第二定律有
解得
此时的最大静摩擦力为
物块与木箱保持相对静止,故C正确;
D.木箱以的加速度水平向右加速时,对物块,根据牛顿第二定律有
解得
故D错误。
故选C。
4.(24-25高一上·执信中学·广东广州·期末)如图所示,在光滑的水平桌面上有一个质量为的物体A,通过绳子与质量为m的物体B相连,假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都忽略不计,绳子不可伸长,物体B与竖直面无摩擦。重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.物体A的加速度大小为g B.物体A的加速度大小为g
C.绳子的拉力为 D.物体B处于失重状态
【答案】AD
【详解】ABC.AB连在一起,加速度大小相等,以A为对象,根据牛顿第二定律可得
以B为对象,根据牛顿第二定律可得
联立解得,,故A正确,BC错误;
D.物体B加速度方向向下,物体B处于失重状态,故D正确。
故选AD。
5.(24-25高一上·广东惠州·期末)如图所示,一小车在水平方向做直线运动,水平车厢上放置一箱苹果,箱内的苹果相对于车厢始终保持静止:一小球A用细线悬挂车顶上,若观察到细线偏离竖直方向的夹角保持不变,则下列说法中正确的是( )
A.小车的加速度大小为
B.小车一定向左做匀加速直线运动
C.车厢对苹果箱的摩擦力水平向右
D.箱内质量为m的某个苹果受到其他苹果的合力为
【答案】A
【详解】A.设小球的加速度为a,受力分析如图所示
对小球由牛顿第二定律得
解得
故A正确;
B.球A加速度向左,则可知小车的加速度也向左,因此小车可能向右做匀减速运动或向左做匀加速直线运动,故B错误;
C.苹果箱在竖直方向受重力与车厢对其的支持力而平衡,而水平方向随车一起运动,则可知其水平方向的合外力水平向左,而水平方向只可能受到摩擦力的作用,因此水平方向所受摩擦力即为合外力,即车厢对苹果箱的摩擦力水平向左,故C错误;
D.以苹果箱中间一个质量为m的苹果为研究对象,设周围其它苹果对它的作用力大小为F,方向与竖直方向的夹角为,在水平方向根据牛顿第二定律有
在竖直方向上
加速度
联立解得,
则,故D错误。
故选A。
6.(24-25高一上·广州天河区·期末)图甲是某旅游景点观光缆车的实景图,图乙是其简化模型。假定货物放置在缆车的水平底板上,缆车沿倾斜直缆绳上行。下列说法正确的是( )
A.若缆车沿缆绳匀速上行,则货物受到底板的摩擦力方向水平向左
B.若缆车沿缆绳匀减速上行,则车厢对货物的摩擦力方向沿缆绳斜向下
C.若缆车沿缆绳匀加速上行,则车厢对货物的作用力不可能沿缆绳斜向上
D.若缆车沿缆绳匀加速上行,则货物对底板的压力大于货物的重力
【答案】CD
【详解】A. 若缆车沿缆绳匀速上行,则货物不受底板的摩擦力作用,选项A错误;
B. 若缆车沿缆绳匀减速上行,加速度沿缆绳斜向下,则货物有水平向右的加速度分量,根据牛顿第二定律,则车厢对货物的摩擦力方向水平向右,选项B错误;
C. 若缆车沿缆绳匀加速上行,则加速度沿缆绳斜向上,则货物所受的合力沿缆绳斜向上,则车厢对货物的作用力不可能沿缆绳斜向上,选项C正确;
D. 若缆车沿缆绳匀加速上行,则货物加速度有向上的分量,根据
可知地板对货物的支持力大于货物的重力,根据牛顿第三定律,则货物对底板的压力大于货物的重力,选项D正确。
故选CD。
7.(24-25高一上·广东汕头·汕头一中期末)如图所示,安检机工作时,通过传送带将被检物品从一端传送到另一端。已知水平传送带以3m/s顺时针匀速转动,两端AB相距2.1m,被检物品与传送带的动摩擦因数,若被检物品(可视为质点)无初速度放在A端,取,则( )
A.物品先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动
B.物品先受到向右的滑动摩擦力,后受到向右的静摩擦力作用
C.物品从A端到B端所用的时间为1.2s
D.若减小传送带的传送速度,物品运动的总时间将变长
【答案】ACD
【详解】AC.物品先做匀加速直线运动
解得
加速运动的时间为
加速运动的距离为
后做匀速直线运动,运动时间为
物品从A端到B端所用的时间为,故AC正确;
B.全过程中,物品先受到向右的滑动摩擦力,后匀速运动时没有摩擦力,故B错误;
D.根据,加速度不变,若减小传送带的传送速度v,物品加速运动的时间将变短,加速运动的位移也将变小,匀速运动的位移将变大,则匀速的时间将变长,由图像可知,总时间将变长,故D正确。
故选ACD。
8.(24-25高一上·广东深圳福田·西浦外高·期末)如图,可视为质点的A、B两物体由不可伸长的轻绳连接跨过定滑轮,mA∶mB=1∶3,B放置在水平传送带的最左端P点。现使传送带以v=1m/s顺时针转动,忽略定滑轮与绳之间的摩擦,取g=10m/s2.
(1)若A、B恰好能保持静止,求传送带与B之间的动摩擦因数(可以用分数表示);
(2)若传送带与B之间的动摩擦因数为μ=0.5,B物体用了1.9s从P点运动到传送带最右端Q点(该过程A未碰到定滑轮),求传送带长度L;
(3)μ、L取第二问中的值,当B运动到传送带上某位置时,立刻关闭传送带并剪断轻绳,结果B恰好停在了传送带的最右端,求B在传送带上运动的总时间.
【答案】(1)
(2)1.5m
(3)2s
【详解】(1)设A的质量为m,B的质量为3m,选择A、B整体为对象,由平衡条件得
解得
(2),故A、B做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得
代入数据解得
设物体与传送带共速用时为,则
物块加速段位移
匀速段位移
则传送带长度
(3)由题意知,物块先加速至共速,然后匀速,最后减速运动,由第二问知,加速时间
剪断轻绳后,B的加速度大小
则减速时间
加速段位移
减速段位移
故匀速段时间
总时间
9.(24-25高一上·广东汕头·汕头一中期末)如图,质量为2kg的物块A和质量为1kg的物块B用轻弹簧相连,置于光滑的水平面上,沿弹簧轴线方向用力F拉动物块B,稳定后AB以的加速度一起向右做匀加速直线运动,已知弹簧始终在弹性限度内。则稳定后( )
A.拉力F的大小为16N
B.弹簧弹力大小为4N
C.撤去力F的瞬间,A的加速度大小为
D.撤去力F的瞬间,B的加速度大小为
【答案】C
【详解】A.以AB两个物体为整体,由牛顿第二定律可得,故A错误;
B.以A为对象,由牛顿第二定律可得,故B错误;
C.撤去力F后的瞬间,弹簧的弹力不发生突变,即A物体的受力不变,所以A物体的加速度不变,仍为,故C正确;
D.对B物体,由牛顿第二定律可得
代入数据,解得B的加速度大小为,故D错误。
故选C。
10.(2022·海南省海口市一中·第一次月考)如图甲所示,一水平传送带沿顺时针方向旋转,在传送带左端A处轻放一可视为质点的小物块,小物块从A端到B端的速度—时间变化规律如图乙所示,t=6s时恰好到B点,则( )
A.物块与传送带之间动摩擦因数为μ=0.5
B.AB间距离为20m
C.小物块在传送带上留下的痕迹是8m
D.若物块速度刚好到4m/s时,传送带速度立刻变为零,则物块不能到达B端
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,加速过程的加速度为
由牛顿第二定律可知
联立解得
故A错误;
B.由图乙可知,4s后物体与传送带的速度相同,故传送带速度为;图像与时间轴所围成的面积表示位移,故AB间距离为
故B错误;
C.由图乙可知,共速前小物块与传送带发生的相对位移为
可知小物块在传送带上留下的痕迹是8m,故C正确;
D.物块速度刚好到4m/s时,传送带速度立刻变为零,物块由于惯性向前做匀减速直线运动,减速的加速度大小为
物块从开始到速度为4m/s时发生的位移为
物块减速到停下通过的位移大小为
由于
可知物块刚好到达B端,故D错误。
故选C。
11.(24-25高一上·深圳福田红岭中学·期末)某高铁站的安全检查仪的水平传送装置可简化为如图所示模型,紧绷的传送带始终保持v=1m/s的恒定速率向左运行。乘客把可视为质点的行李无初速度地放在A处,设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,传送带长度即A、B间的距离为2m,g取10m/s2,行李在被传送到B处过程中( )
A.始终受三个力的作用
B.先受向左的滑动摩擦力,后不受摩擦力
C.用时2.25s
D.相对传送带运动了0.5m
【答案】BC
【详解】AB.行李相对传送带滑动过程受重力,支持力和向左的滑动摩擦力,当行李与传送带共速后只受重力与支持力,不受摩擦力,故A错误,B正确;
C.行李刚放在传送带上时做匀加速直线运动,加速度大小为
匀加速阶段位移为
行李加速到与传送带速度相等需要的时间
共速后行李做匀速直线运动,匀速运动的时间为
所以行李运动的总时间为,故C正确;
D.行李相对传送带滑动的距离为,故D错误。
故选BC。
12.(24-25高一上·广东省肇庆市·期末)如图为某物流公司传送包裹的示意图。该系统由水平传送带、倾斜滑道与水平台面平滑连接组成,水平传送带长,倾斜滑道长,倾角。将包裹轻放在速度顺时针匀速运动的传送带左端,包裹与传送带共速后一起向右运动,到达传送带右端(有一小段圆弧)时以大小不变的速率滑入倾斜滑道,到达倾斜滑道的底端时,再以大小不变的速率平滑进入水平台面。为了方便工人将包裹装入车中,要求包裹到达水平台面最右端时的速度在0~1m/s之间。运动过程中包裹未离开接触面,包裹与传送带、倾斜滑道及水平台面间的动摩擦因数均为,取重力加速度,(除摩擦外其他阻力均不计,包裹可视为质点,,)求:
(1)包裹在传送带上运动的时间t;
(2)包裹到达倾斜滑道底端时的速度大小v;
(3)水平台面的长度范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)设包裹质量为,包裹在传送带上先加速运动,后匀速运动,加速过程有:
得
得
得
匀速过程有
解得
解得
(2)设包裹在倾斜滑道上的加速度大小为,则有
根据
得
(3)设包裹在水平台面上加速度大小为,则有
得
末速度为0时
得
末速度为1m/s时
得
即水平台面的长度范围为
13.(24-25高一上学期·广东深圳光明区·期末)如图所示,足够长的水平传送带顺时针匀速转动。时刻一小物块从传送带最右端的P点以速度滑上传送带,它在传送带上运动的v-t图像如图乙所示,,则( )
A.传送带的速度为2m/s B.物块与传送带间的摩擦系数为
C.物块距传送带右端最远距离为1m D.物块在传送带上共运动了2.25s
【答案】BCD
【详解】A.由图可知,小物块最后向右匀速运动,速度为1m/s,则传送带的速度为1m/s,故A错误;
B.由图像的斜率可知
根据牛顿第二定律有
解得
故B正确;
C.当物块的速度减为0时,物块距传送带右端最远,根据图像与坐标轴围成的面积可知m=1m
故C正确;
D.物块向右加速的时间为s
加速的位移为m
匀速的时间为s
物块在传送带上共运动了2.25s
故D正确;
故选BCD。
14.(24-25高一上·广东广州越秀·期末)在物流快递中,分拣是其中一个重要环节,分拣传送装置如图甲所示,它由水平传送机与倾斜传送机组成。图乙是该装置的简化图,水平部分AB的长度,倾斜部分CD的长度,它们的间距忽略不计。水平传送带以的速率顺时针匀速转动,倾角的传送带也是顺时针匀速转动,速率未知,把一个可视为质点的货物轻放在A端,假设货物从B运动到C速度大小保持不变,已知货物与两段传送带间的动摩擦因数均为0.5,,,。求:
(1)货物从A端传送到B端所用的时间;
(2)货物刚到达C点时,加速度大小的可能值;
(3)倾斜传送带速率至少为多少时,货物才能运送到D。
【答案】(1)1.2s
(2)10m/s2, 2m/s2
(3)3m/s
【详解】(1)货物在传送带AB上,与之有相对滑动时f=μmg=ma1
解得a1=5m/s2
货物在AB部分做加速运动,达到传送带的速度需要的时间为t1,则v1=a1t1
解得t1=1s
通过的距离为
接着货物做匀速运动,有s
货物从A端传送到B端所用的时间t=t1+t2
代入数据解得t=1.2s
(2)若货物速度大于CD传送带速度,则有mgsin37°+μmgcos37°=ma2
若货物速度小于CD传送带速度,则有mgsin37°-μmgcos37°=ma3
解得a2=10m/s2,a3=2m/s2
(3)当快递员恰好在D处取到货物时
解得v2=3m/s
15.(24-25高一上·广东清远·期末)自动卸货装置的设计体现劳动人民的智慧,如图所示,A点为货物装载位置,水平直轨道AB段为长度的加速路段,BC段为长度的水平传送带,传送带始终以速率顺时针转动,CD段可视为光滑,轨道右端固定一轻弹簧。在A点工人将货物装入一个质量为的货箱中,并以恒定水平推力推动货箱与货物,使之从A点由静止开始运动到B点。若某次装载货物质量为(未知),到达B点时速度,同时撤去推力,货箱和货物滑离传送带后压缩弹簧,弹簧压缩到最短时立即被锁定,待取走货物后解除弹簧锁定,弹簧把货箱弹回C点,已知货箱两次经过C点的速度大小相等,货箱恰好能返回货物装载位置A点。货箱和货物均可视为质点,货箱与AB轨道之间的动摩擦因数,货箱与传送带间的动摩擦因数,货物在货箱中始终与货箱保持相对静止,传送带与AB、CD轨道在B、C两点平滑相接,取重力加速度,求:
(1)货箱所装载货物的质量是多少?
(2)货箱和货物在传送带上从B点运动到C点所需时间是多少?
(3)若工人推力不变,要求货箱恰好回到货物装载位置A点,求货箱所装载货物的最大质量是多少?
【答案】(1)20kg
(2)1.65s
(3)65kg
【详解】(1)由A到B过程,根据牛顿第二定律
根据运动学规律
解得
(2)货箱和货物在传送带上加速过程,运动距离
匀速运动时间
货箱和货物在传送带上从B点运动到C点所需时间
(3)根据题意分析,要求货箱恰好回到货物装载位置A点,则到达C点时货物的速度应为10m/s,当货物在传送带上一直加速到C时恰好与传送带共速,为所求临界值;
由B到C过程:
由A到B过程:,
解得:
16.(24-25高一·广东东莞·期末)东莞目前已开通地铁轨道2号线,为保障旅客安全出行,地铁部门须对乘客所携带的物品实施安全检查。如图所示,水平传送带以的速度匀速转动,一包裹无初速度地放在传送带上,包裹在传送带上先做匀加速直线运动,之后随传送带一起做匀速直线运动。已知该包裹和传送带之间的动摩擦因数为0.2,重力加速度取。( )
A.包裹与传送带相对静止时受到静摩擦力
B.包裹在传送带上做匀加速直线运动的时间为
C.包裹初始阶段受与运动方向相同的摩擦力作用
D.包裹做匀加速直线运动过程中相对地面的位移大小为
【答案】C
【详解】A.当包裹与传送带相对静止时物体与传送带做匀速直线运动,两者之间没有要发生相对运动的趋势,故包裹不受静摩擦力,A错误;
BD.包裹匀加速运动时,根据牛顿第二定律则有
解得包裹的加速度大小为
故包裹匀加速运动的时间
包裹相对于地面的位移大小为
BD错误;
C.包裹无初速度地刚放在传送带上,包裹相对于传送带有向后滑动的趋势,摩擦力的作用阻碍了包裹的相对运动,故包裹初始阶段受与运动方向相同的摩擦力作用而做加速运动,C正确。
故选C。
17.(24-25高一上·广东汕头潮阳·期末)在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。旅客把行李放到传送带上时,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始运动,随后它们保持相对静止,行李随传送带一起前进,其简化情景如图所示。若足够长的传送带匀速前进的速度为,某次将一质量为20kg的木箱(可视为质点)轻轻地放置于传送带的最左端,该木箱与传送带之间的动摩擦因数为0.4,g取,下列说法正确的是( )
A.木箱处于超重状态
B.经过0.0625s木箱与传送带达到相同速度
C.木箱与传送带达到相同速度前,木箱对传送带的摩擦力水平向右,大小为80N
D.木箱在传送带上留下的划痕长约为7.8mm
【答案】BD
【详解】A.木箱在竖直方向受到的支持力等于重力,故不存在超失重现象,A错误;
B.木箱与传送带达到相同速度前的加速度大小
达到共速的时间
B正确;
C.木箱与传送带达到相同速度前,木箱受传送带的摩擦力水平向右大小为80N,由牛顿第三定律可知木箱对传送带的摩擦力水平向左,C错误;
D.木箱在传送带上留下的划痕长
D正确。
故选BD。
18.(24-25高一上·广东十八校·期末)如图所示为速冻食品加工厂生产和包装饺子的一道工序。两端相距的水平传送带正以的速度匀速转动,现将饺子从一端轻轻放上传送带,饺子被传送至另一端。已知饺子与传送带间的动摩擦因数为0.2,重力加速度,不考虑饺子之间的相互作用和空气阻力。关于饺子在水平传送带上的运动,下列说法正确的是( )
A.饺子始终以的加速度做匀加速运动
B.即使传送带的速度增大,饺子加速过程的加速度也不变
C.饺子从传送带的一端到另一端的时间为
D.饺子在传送带上留下的痕迹长度为
【答案】BD
【详解】ACD.饺子在传送带加速运动时的加速度为
当传送带以的速度匀速运动时,饺子加速过程的时间为
加速过程的位移为
故饺子先匀加速运动后匀速运动,匀速过程的时间为
饺子通过传送带的时间为
此过程中传送带的位移为
故饺子通过传送带留下的痕迹
故AC错误,D正确;
B.只要传送带的速度大于饺子的速度,饺子的加速度就是
保持不变,故B正确。
故选BD。
19.(24-25高一上·广东·清中&河中&北中&惠中&阳中五校联考月考)如图所示,有一水平传送带以的速度顺时针方向匀速转动,传送带AB长,其右端连着一段粗糙水平面BC,长度未知,紧挨着BC的光滑水平地面上放置一质量的平板小车,小车长度。小车上表面刚好与BC面等高.现将质量的煤块(可视为质点)轻轻放到传送带的左端A处,经过传送带传送至右端B后通过粗糙水平面BC滑上小车.煤块与传送带间的动摩擦因数,煤块与BC面间、煤块与小车间的动摩擦因数均为,取重力加速度。
(1)求煤块在传送带上运动的时间;
(2)若煤块刚好能滑到C点,求BC面的长度;
(3)若煤块滑上小车后刚好不从小车上掉下来,求BC面的长度。
【答案】(1)2.0s
(2)9m
(3)
【详解】(1)煤块刚放上传送带时,由牛顿第二定律得
解得
煤块与传送带速度相等所用时间为
此时煤块通过的位移为
可知煤块与传送带共速后,继续向右匀速,匀速过程所用时间为
则煤块在传送带上运动的时间为
(2)煤块滑上粗糙水平面BC的加速度大小为
若煤块刚好运动到C点停下,根据运动学公式可得
解得
(3)若煤块滑上小车且刚好到达小车右端与小车共速则刚好不从小车上掉下来,设煤块刚滑上小车速度为,则有
煤块在小车上滑动的加速度大小仍为,小车的加速度大小为
设煤块经过时间与小车共速,则有
煤块与小车通过的位移分别为
根据位移关系有
联立解得
20.(23-24高一上·深圳福田·福田中学·期末)如图所示,一平直的传送带以速率v=2m/s匀速运行,把工件从A处运送到B处。A、B间的距离L=10m,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1。若在A处把工件无初速度地轻轻放到传送带上,g取10m/s2,求:
(1)工件刚放上传送带时,加速度多大?
(2)工件经过多长时间能被传送到B处?
(3)若传送带的速度大小可调节,为使工件从A到B运动的时间最短,传送带的速度应满足什么条件?
【答案】(1)1m/s2;(2)6s;(3)
【详解】(1)根据牛顿第二定律工件刚放上传送带时,加速度
(2)工件与传送带共速时的时间
位移
匀速的时间
到B处的时间
(3)若传送带的速度大小可调节,为使工件从A到B运动的时间最短,则需物块在传送带上一直被加速,则由
传送带的速度应满足
21.(23-24高一上·广东·期末)我国快递业高质量发展的步伐加快,其中离不开快递的自动分拣系统。一自动分拣装置的简化图如图所示,水平传送带以的速度逆时针运行,传送带两端AB长,物件与传送带间的动摩擦因数,取重力加速度大小。
(1)若传送带出现故障停止转动,某物件从传送带右端A以某一初速度滑上传送带并刚好运动到左端B,求该物件的初速度大小;
(2)若传送带正常转动,从传送带右端A处无初速度放一物件,求物件从传送带右端A运动到左端B的时间t;
(3)若传送带正常转动,物件从传送带右端A以某一初速度滑上传送带,且通过传送带左端B时与传送带的速度相同,求物件滑上传送带时的速度v的范围。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)传送带出现故障停止转动,对物件受力分析,由牛顿第二定律有
解得
物件在传送带上做匀减速直线运动
解得
(2)传送带正常转动,对物件受力分析,由牛顿第二定律有
解得
假设物件在传送带上一直加速,有
解得
即假设成立,则物件在传送带上运动的时间为加速时间
解得
(3)当物件的速度大于传送带的速度,物件的速度最大时,物件一直做匀减速直线运动,有
解得
当物件的速度小于传送带的速度,物件的速度最小时,物件一直做匀加速直线运动,有
解得
则
22.(24-25高一上·广东汕尾·期末)如图所示是某货运公司的卸货装置,该装置由两部分构成,分别是倾角θ=37°的传送带AB与倾角α=30°的倾斜长木板BC。长木板的另一端搭在地面上,各处均平滑连接。传送带AB段的长度L=5.8m,长木板BC段的长度s=5.0m。质量m=2.5kg的货物无初速度地放在传送带顶端A处,经过一段时间后货物被运送到长木板的底端C处。已知货物与传送带间的动摩擦因数µ1=0.5,与长木板间的动摩擦因数,且sin37°=0.6,cos37°=0.8,取重力加速度g=10m/s2。
(1)若货物运动到长木板C处时速度恰好为零,求货物在B处的速度大小;
(2)若将传送带的速度调成v0=4m/s沿逆时针方向匀速传动,求货物从传送带A处运动到B处的时间;
(3)在第(2)问的基础上,求货物在传送带上留下的擦痕长度。
【答案】(1)5m/s
(2)1.4s
(3)1m
【详解】(1)设货物在长木板上的加速度大小为a,运动到C处时速度为0,由牛顿第二定律得
解得
由运动学公式知
代入数据解得运动到处时的速度大小
(2)货物无初速度地放在传送带顶端A,所以货物在传送带上先做匀加速运动,设匀加速运动时的加速度为a1,由牛顿第二定律得
代入数据解得
货物从放上传送带开始到与传送带共速的过程,由运动学公式得,
代入数据解得,
由于,且货物在传送带上,因而在与传送带共速后,货物将继续进行匀加速直线运动,设第二段匀加速直线运动时的加速度为a2,由牛顿第二定律得
代入数据解得
由于
代入数据解得
货物从A处运动到B处所经历的时间
(3)货物第一段匀加速阶段相对传送带的位移为
代入数据解得
货物第二段匀加速阶段相对传送带的位移为
代入数据解得
则货物在传送带上留下的擦痕长度为
23.(24-25高一·广东汕头潮南·期末)物流公司通过传送带把货物直接装运到卡车中,如图所示,传送带与水平面成24°角,长度,传送带以恒定速率顺时针运转,水平滑轨长度可调,传送带与滑轨间平滑连接。若货物从传送带底端由静止释放,其与滑轨间的动摩擦因数均为,货物可视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力(取,,重力加速度)。
(1)求货物在释放瞬间的加速度的大小;
(2)求货物在传送带上运动的时间t;
(3)若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过vm=2m/s,求水平滑轨的最短长度。
【答案】(1)
(2)2.5s
(3)0.9m
【详解】(1)根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
(2)货物向上加速与传送带共速时有
该时间段运动的位移为m<
由于,则共速之后货物匀速运动,有匀速时间
货物在传送带上运动的时间为
(3)货物在水平轨道的加速度为
根据速度—位移公式有
解得m
24.(24-25高一下·广东潮州饶平·期末)如图所示为传送带运输机的示意图,A为传送带上的货物,则( )
A.如果货物A随传送带一起无相对滑动地向上匀速运动,A受到沿传送带向上的摩擦力
B.如果货物A随传送带一起无相对滑动地向下匀速运动,A受到沿传送带向下的摩擦力
C.如果货物A和传送带都静止,A不受摩擦力
D.如果货物A和传送带都静止,A受到沿传送带向上的摩擦力
【答案】AD
【详解】AB.A与传送带无相对滑动地向上或向下匀速运动,对A来说,有相对于传送带向下滑动的趋势,则所受摩擦力与相对运动趋势方向相反,即沿传送带向上,故A正确,B错误;
CD.如果货物A和传送带都静止,A受到沿传送带向上的静摩擦力,故C错误,D正确。
故选AD。
25.(24-25高一上·广东惠州·期末)如图所示,在分拣快递的车间里,与水平面夹角的传送带正以的速度沿顺时针方向匀速运行,A、B为传送带的最低点和最高点,两点相距。现每隔2.5s把质量的工件(视为质点)轻放在传送带A点,在传送带的带动下,工件向上运动,工件与传送带间的动摩擦因数,取重力加速度,已知:,求:
(1)工件刚刚放上去时的加速度是多大;
(2)一个工件上传过程中留下的痕迹长度是多少;
(3)满载与空载相比,传送带至少需要增加的驱动力大小(只需考虑工件与皮带之间的摩擦力)。
【答案】(1)
(2)
(3)18.8N
【详解】(1)设工件在传送带加速运动时的加速度为,则
代入数据解得
(2)工件加速时间为
工件加速过程的位移
因为
故工件先做匀加速直线运动再做匀速直线运动到端,只有加速阶段留下痕迹,此时传送带的位移
痕迹长度
解得
(3)工件从到匀速运动的时间
工件从到运动的总时间:
即满载时,有1个工件在做加速运动,有2个相对传送带静止;
做加速运动的工件对传送带的滑动摩擦力
每个与传送带相对静止的工件受到静摩擦力
2个匀速运动的工件对传送带的总静摩擦力
与空载相比,传送带需增大的牵引力
26.(24-25高一·广东阳江·部分学校·期末)如图所示,足够长、倾角θ=37°的传送带以速率v=4m/s沿逆时针方向转动。t=0时刻将可视为质点、质量m=2kg的物块无初速度地轻放在传送带底端,与此同时,将方向平行于传送带向上、大小F=17N的恒力作用在物块上,时撤去恒力。已知物块与传送带之间的动摩擦因数,接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,,,求:
(1)恒力作用在物块上时物块的加速度大小a1;
(2)物块上滑的最高点到传送带底端的距离x;
(3)物块在传送带上下滑的不同阶段的加速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3),
【详解】(1)恒力作用在物块上时,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
(2)时撤去恒力,此时物块上滑的位移大小为
此时物块的速度大小为
撤去恒力后,物块继续上滑过程根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
物块减速上滑到速度减为0通过的位移大小为
则物块上滑的最高点到传送带底端的距离为
(3)物块上滑到最高点后,反向向下加速运动,与传送带共速前,受到的滑动摩擦力沿斜面向下,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
物块下滑到与传送带共速通过的位移大小为
物块与传送带共速后,由于,则物块继续向下加速运动,受到的滑动摩擦力沿斜面向上,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
27.(24-25高一上·广东深圳·龙城&仲元·期末)如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率 v1沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°。一物块以初速度v0从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的v-t图像如图乙所示,物块到传送带顶端时速度恰好为零, ,g取10m/s², 则( )
A.传送带底端到顶端的距离为12m
B.物块与传送带间的动摩擦因数为0.25
C.摩擦力方向一直与物块运动的方向相反
D.0~2s内物块受到的摩擦力大小相等
【答案】BD
【详解】
A.物块运动的位移大小等于 v-t图像与横坐标轴所围图形的面积大小,则有
所以传送带底端到顶端的距离为10m,故A 错误;
B.根据v-t图像的斜率表示加速度,则在0~1s内物块的加速度大小为
根据牛顿第二定律得
解得
μ=0.25
故B正确;
CD.由题图乙可知,在0~1s内物块的速度大于传送带的速度,物块所受摩擦力的方向沿传送带向下,与物块运动的方向相反;1~2s内,物块的速度小于传送带的速度,物块所受摩擦力的方向沿传送带向上,与物块运动的方向相同,由于物块对传送带的压力相等,根据摩擦力公式。
可知两段时间内摩擦力大小相等,故C错误,D正确。
故选 BD。
28.(23-24高一上·深圳龙华·期末)如图(a)是某冰雪大世界的室内轮胎滑雪场地,滑雪场地的滑雪轨道可以简化为如图(b)所示的图形。滑道由两部分组成,其中AB段是速滑道,BD段是水平缓冲道。AB段长L1=100m,倾角为θ=30°,与轮胎的动摩擦因数,BD段与轮胎的动摩擦因数=0.4。某游客坐在轮胎上从A处由静止开始沿AB段速滑道滑下经B点滑入BD段缓冲道,最终停在C点。假设在整个运动过程中轮胎及游客均可视为质点,且轮胎经过B点时速率不变,取g=10m/s2,求:
(1)轮胎在AB段的加速度的大小;
(2)BC段的长度L2;
(3)为了方便将滑下的轮胎运回滑道起始点的平台,该场地还安装了倾斜传送带EF,如图(c)所示。EF段长L3=80m,倾角α=37°,传送带以恒定的速率=4m/s逆时针匀速转动,且传送带与轮胎的动摩擦因数=0.8。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。要将一个在E处静止释放的轮胎传送到F处,需要多长时间?若要实现最短时间传送轮胎,传送带的运行速率满足什么条件?
【答案】(1)2.0m/s2;(2)50m;(3)25s,
【详解】(1)在AB段,对轮胎,由牛顿第二定律得
轮胎受到的摩擦力为
解得
(2)设轮胎运动到B点的速度为,则在AB段
在BC段,对轮胎同理得
解得
(3)在EF段,对轮胎,由牛顿第二定律得
解得
匀加速阶段
解得
匀加速阶段的位移为
解得
匀速阶段
解得
总时间
②要使物体从E到F所经历的时间最短,则物体一直做匀加速直线运动,如此需要传送带的速度始终比轮胎速度大,设轮胎一直加速到F处的速度为,则
解得
传送带的运行速率应满足
29.(2025·广东广州·省实·适应性考试)如图所示,传送带倾斜放置,与水平面的夹角保持不变,传送带可向下匀速运动,也可向下加速运动;货箱M与传送带间保持相对静止,设受传送带的摩擦力为。则( )
A.相同的货箱,传送带匀速运动的速度越大,越大
B.相同的货箱,传送带加速运动的加速度越大,越大
C.传送带加速运动时,的方向可能平行传送带向下
D.传送带加速运动时,不同质量的货箱,一定不相等
【答案】C
【详解】A.货箱M与传送带间保持相对静止,传送带匀速运动时, M受力平衡,有,相同的货箱相同,与速度无关,故A错误;
BCD.传送带加速运动时,设其加速度为,根据牛顿第二定律方程
当时,
当时,的方向向下,越大,越大
当时,的方向向上,越大,越小,故C正确,BD错误。
故选C。
30.(2025·广东惠州·模拟)如图(a)所示,时刻,质量的货物从传送带底端A静止释放,时刻从顶端B抛出去,最终落在与B点等高的平台上,在传送带上运动的v-t图像如图(b)所示。已知传送带与水平面夹角,皮带轮大小及空气阻力可忽略不计,货物可视为质点,重力加速度,,。求:
(1)货物与传送带之间的动摩擦因数μ;
(2)货物落点与B点的水平距离x;
(3)该装置传送货物相对空载至少需额外消耗的能量E。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由v-t图像可知,货物先匀加速再匀速,由牛顿第二定律得
根据图像得
解得
(2)由图像可知货物斜抛的初速度
解得
(3)相较空载,装置额外消耗的能量E等于传送带运送货物过程中,克服摩擦力所做的功,分两部分来计算。
滑块相对传送带滑动过程中,即前内,传送带运动的距离
克服摩擦力所做的功
滑块相对传送带静止运动过程中,5-6s内,即内传送带运动的距离
克服摩擦力所做的功
多消耗的能量
解得
31.传送带广泛应用于生产生活的多种场景。如图所示,足够长的传送带与长度的滑板在同一水平面紧密衔接,滑板右端装有厚度不计的挡板,滑板质量。可视为质点的包裹(底部有黑色粉末)从传送带左端无初速度释放,一段时间后冲上滑板。已知包裹的质量,包裹与传送带的动摩擦因数,包裹与滑板的动摩擦因数,滑板与台面的动摩擦因数,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,不计包裹经过衔接处的机械能损失,重力加速度大小取。
(1)当传送带以速度顺时针匀速运动时,求包裹与传送带上留下的痕迹及包裹在滑板上留下的痕迹;
(2)为保证包裹不与滑板右端的挡板相撞,求传送带的最大速度。
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)包裹在传送带上的加速度为
设包裹与传送带经过时达共速,则有
解得
包裹加速过程的位移为
此过程传送带的位移为
包裹在传送带上留下的痕迹为
包裹在滑板上的加速度为
滑板的加速度为
设包裹与滑板经过时间达共速,则有
解得
包裹与滑板的共同速度为
包裹的位移为
滑板的位移为
包裹在滑板上留下的痕迹
(2)设传送带的最大速度为时,包裹不与滑板右端的挡板恰好不相碰,根据上述分析可知,二者共速的时间
共同速度
包裹的位移为
滑板的位移
为
二者的相对位移恰好等于滑板的长度,即
解得
32.(2025·广东·12月联考)如图所示,底端带有挡板的光滑斜面固定在水平面上,一轻弹簧一端与挡板连接,轴线与斜面平行,质量为M的物块(可视为质点,与弹簧不连接)紧靠弹簧静止在斜面上。现施加沿斜面向下的力进一步压缩弹簧,然后由静止释放物块,物块沿斜面开始运动,忽略空气阻力,弹簧始终在弹性限度内。以释放点为坐标原点O,沿斜面向上为x轴正方向建立坐标系,从物块释放到第一次回到坐标原点的过程中,物块的加速度a随路程s变化的图像或位移x随时间t变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】AB.设弹簧的初始压缩量为,物块释放前,根据平衡条件有
释放后弹簧未恢复原长前,根据牛顿第二定律可得
联立解得
若弹簧能够恢复原长(即),则弹簧恢复原长后
物块到达最高点后,开始沿斜面向下做匀加速运动,加速度仍为
再次接触弹簧后,物块先做加速度减小的加速运动,再做加速度增大的减速运动,回到坐标原点时速度恰好减为零,物块做往复运动,根据对称性结合上述分析可知,故A错误,B正确;
CD.若,物块释放后不能脱离弹簧,位移x随时间t按正弦规律变化;若,物块释放后能脱离弹簧,脱离弹簧后位移x随时间t按二次函数规律变化,故CD错误。
故选B。
33.如图所示,质量为3m的斜面体静止在光滑水平地面上,其AB面粗糙、BC面光滑,顶端装有光滑的轻质定滑轮。质量分别为2m、m的物块P、Q通过轻绳连接并静置在斜面上,P与AB面之间的动摩擦因数为。现使整体在水平方向上加速,P、Q始终在同一竖直面内且相对斜面体静止,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.不同加速度下,轻绳中的拉力始终不会变化
B.整体向左加速的最大加速度为
C.整体向右加速的最大加速度为
D.地面对斜面体的作用力始终为3mg
【答案】B
【详解】A.设轻绳的拉力为T,对Q,在水平方向上,取水平向右为正方向,根据牛顿第二定律
在竖直方向上,根据平衡条件
联立,解得
所以,不同加速度下,轻绳中的拉力会改变,故A错误;
B.当物块Q将离开斜面时,整体向左加速的加速度最大,此时对Q分析,
解得
对P受力分析,
联立,解得,
因为
所以,此时物块P相对斜面静止,故B正确;
C.由A选项可知,当轻绳拉力为零时,整体向右加速的加速度最大,此时
解得
对P受力分析,
联立,解得,
因为
所以,此时物块P已经相对斜面发生滑动,所以若整体相对静止,则
故C错误;
D.对物块P、Q和斜面组成的整体,在竖直方向上,根据平衡条件可得
故D错误。
故选B。
34.物块a、b中间用一根轻质弹簧相接,放在光滑水平面上,,如图甲所示。开始时两物块均静止,弹簧处于原长,时对物块a施加水平向右的恒力F。时撤去,在0~2s内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内,整个运动过程中以下分析正确的是( )
A.恒力
B.若F不撤去,则2s后两物块将一起做匀加速运动
C.撤去F瞬间,a的加速度大小为
D.物块b的质量为
【答案】C
【详解】A.时,弹簧弹力为零,对,根据牛顿第二定律可得,故A错误;
B.根据图像与时间轴所围的面积表示速度的变化量,由图像可知,时的速度大于的速度,所以若此时不撤去,弹簧在之后的一段时间内会继续伸长,的加速度减小,的加速度增大,并不能一起做匀加速运动,故B错误;
D.时,、整体加速度相同,对整体,根据牛顿第二定律可得
解得,故D错误;
C.2s时,对,根据牛顿第二定律可得弹簧弹力大小为
撤去瞬间,弹簧弹力不会突变,此时的加速度大小为,故C正确。
故选C。
35.如图所示,物体B和C叠放在竖直弹簧上,物体A和C通过跨过定滑轮的轻绳相连接。初始时用手托住物体A,整个系统处于静止状态,且轻绳恰好伸直。已知A和B的质量均为2m,C的质量为m,重力加速度为g,弹簧的劲度系数为k,不计一切摩擦。现释放物体A,则( )
A.释放瞬间,C的加速度大小为
B.B和C分离之前,B和C之间的弹力逐渐减小
C.B和C分离时,弹簧弹力等于2mg
D.B和C分离时,B向上移动了
【答案】B
【详解】A.根据题意分析可知,释放瞬间,对A、B、C整体分析,根据牛顿第二定律F=ma
初始时轻绳恰好伸直,弹簧的弹力F弹=3mg=kx
初始压缩量
释放瞬间,对A、B、C整体分析,合力F合=2mg,总质量M=5m
根据牛顿第二定律可知,则加速度
故C的加速度大小为,故A错误;
B.根据题意分析可知,B和C分离之前,三者具有共同的加速度,对B分析,根据牛顿第二定律F弹'-FBC-2mg=2ma
随着物体上升,弹簧的压缩量减小,弹簧的弹力F弹'逐渐减小
根据牛顿第二定律可知,对整体分析可知2mg+F弹'-3mg=5ma
加速度a减小,故B和C之间的弹力FBC=3ma-mg
其逐渐减小,故B正确;
CD.根据题意分析可知,B、C分离时,相互作用力FBC为零,二者的加速度相同,由FBC=3ma-mg=0
可得
设此时弹簧的形变量为x1,对物体B进行受力分析,根据牛顿第二定律可知,即有kx1-2mg=2maB
可得
弹簧弹力
则物体B上升的位移为,故CD错误。
故选B。
36.如图所示,光滑的水平地面上有一辆装有竖直挡板的小车,被压缩的弹簧一端与挡板连接,另一端与一质量为8kg的物块A连接,弹簧的弹力为5N 时,物块A处于静止状态,若小车以1m/s2的加速度向左加速运动,则( )
A.物块A与小车相对静止 B.物块A与小车相对滑动
C.物块A所受摩擦力增大 D.物块A所受摩擦力减小
【答案】AD
【详解】当物块 A 静止时,弹簧弹力,方向向左,此时物块受力平衡,静摩擦力向右,大小等于弹簧弹力,即
这说明物块与小车之间的最大静摩擦力大于等于5N;
当小车以1m/s2的加速度向左加速运动时,对物块 A 由牛顿第二定律得
解得
小于最大静摩擦力,满足题意,所以物块A与小车仍相对静止,摩擦力变为3N,所以BC错误,AD正确;
故选AD。
37.如图所示,质量均为m的长方体物块A、B叠放在倾角为θ的固定斜面上,初始时在某约束下A、B均处于静止状态。已知B与斜面之间的动摩擦因数为μ,A、B之间的动摩擦因数为,且,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若去除约束的同时,迅速给A或B一平行于斜面方向的力F。下列情况能使A、B保持相对静止的是( )
A.若F作用在A上,方向沿斜面向下,大小满足
B.若F作用在A上,方向沿斜面向上,大小满足
C.若F作用在B上,方向沿斜面向上,大小满足
D.若F作用在B上,方向沿斜面向下,大小满足
【答案】BD
【详解】AB.根据题意可知,A与B间的最大静摩擦力
B与斜面间的最大静摩擦力
当力F沿斜面向上或沿斜面向下作用在A上时,根据受力分析可知B均静止,若力F方向沿斜面向下,则A不能静止;若力F方向沿斜面向上时,F最小时有
解得
F最大时有
解得
则力F大小满足,故A错误,B正确;
CD.若F作用在B上,根据受力分析可知A加速向下运动,加速度大小范围为
对A、B整体,因为
可知由力F提供加速度,则力F方向一定沿斜面向下,加速度最小时,有
解得
加速度最大时,有
解得
则力F大小满足,故C错误,D正确。
故选BD。
38.如图所示为某游乐场的滑沙场地的简化图,该场地由倾角为的斜坡和水平面构成。游客乘坐滑沙板由斜坡的点静止滑下,经过点后最终停在点,已知滑沙板与接触面间的摩擦力均为滑沙板与接触面间压力的倍,,,,重力加速度取,忽略空气阻力,假设游客经过点时速度大小不变,滑沙板与游客均可视为质点。求:
(1)游客在段与段的加速度大小之比;
(2)游客由到运动的总时间;
(3)游客在点离开滑沙板,用牵引绳将滑沙板沿原路拉回点,牵引绳对滑沙板提供的作用力大小等于滑沙板的重力,且方向始终与运动方向相同,欲使滑沙板刚好返回点,求牵引绳提供作用力的时间。
【答案】(1)
(2)14s
(3)8s
【详解】(1)游客在段,由牛顿第二定律得
解得
游客在段,由牛顿第二定律得
解得
则有
(2)游客由到的过程,有
解得
则在段运动的时间为
游客在段运动的时间为
游客由到运动的总时间为
(3)段的长度为
设滑沙板的质量为,则滑沙板由到的过程,由牛顿第二定律得
解得
滑沙板由到的过程,有
解得
滑沙板在点的速度大小为
滑沙板滑上斜坡后,有
则滑沙板先以的速度做匀速直线运动,撤走牵引力后,滑沙板开始做匀减速直线运动,则撤走牵引力后由牛顿第二定律得
解得
滑沙板在斜坡上减速到0的位移为
则滑沙板匀速的时间为
牵引绳提供作用力的时间为
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专题08 连接体、传送带问题
1.(2024·全国·真题)如图,一轻绳跨过光滑定滑轮,绳的一端系物块P,P置于水平桌面上,与桌面间存在摩擦;绳的另一端悬挂一轻盘(质量可忽略),盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m,并测量P的加速度大小a,得到图像。重力加速度大小为g。在下列图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高一上·广东揭阳·揭阳一中·期末)粗糙水平面上并排放着两个长方体木块,质量分别为,,木块A、B与水平面间的动摩擦因数均为,木块A通过轻质水平弹簧与竖直墙壁相连,现用外力缓慢向左水平推木块B,使木块A、B一起向左移动一段距离后突然撤去外力,木块A、B由静止开始运动,设撤去外力瞬间弹簧弹力大小为,则( )
A.撤去外力的瞬间,木块A对木块B的作用力大小为
B.撤去外力的瞬间,木块A对木块B的作用力大小为
C.木块A、B分离时,弹簧的弹力为0
D.木块A、B分离前,A、B一直做加速运动
3.(24-25高一上学期·广东深圳高级中学·期末)质量为1kg的物块放在一个纵截面为矩形的静止木箱内,物块和木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.3,开始时物块被一根轻弹簧用1.6N的水平拉力向左拉着而保持静止;如图所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取。则( )
A.木箱以的加速度竖直向下加速时,物块与木箱之间发生相对滑动
B.木箱以的加速度竖直向上加速时,物块与木箱之间发生相对滑动
C.木箱以的加速度水平向左加速时,物块与木箱之间能相对静止
D.木箱以的加速度水平向右加速时,物块所受的摩擦力为2N
4.(24-25高一上·执信中学·广东广州·期末)如图所示,在光滑的水平桌面上有一个质量为的物体A,通过绳子与质量为m的物体B相连,假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都忽略不计,绳子不可伸长,物体B与竖直面无摩擦。重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.物体A的加速度大小为g B.物体A的加速度大小为g
C.绳子的拉力为 D.物体B处于失重状态
5.(24-25高一上·广东惠州·期末)如图所示,一小车在水平方向做直线运动,水平车厢上放置一箱苹果,箱内的苹果相对于车厢始终保持静止:一小球A用细线悬挂车顶上,若观察到细线偏离竖直方向的夹角保持不变,则下列说法中正确的是( )
A.小车的加速度大小为
B.小车一定向左做匀加速直线运动
C.车厢对苹果箱的摩擦力水平向右
D.箱内质量为m的某个苹果受到其他苹果的合力为
6.(24-25高一上·广州天河区·期末)图甲是某旅游景点观光缆车的实景图,图乙是其简化模型。假定货物放置在缆车的水平底板上,缆车沿倾斜直缆绳上行。下列说法正确的是( )
A.若缆车沿缆绳匀速上行,则货物受到底板的摩擦力方向水平向左
B.若缆车沿缆绳匀减速上行,则车厢对货物的摩擦力方向沿缆绳斜向下
C.若缆车沿缆绳匀加速上行,则车厢对货物的作用力不可能沿缆绳斜向上
D.若缆车沿缆绳匀加速上行,则货物对底板的压力大于货物的重力
7.(24-25高一上·广东汕头·汕头一中期末)如图所示,安检机工作时,通过传送带将被检物品从一端传送到另一端。已知水平传送带以3m/s顺时针匀速转动,两端AB相距2.1m,被检物品与传送带的动摩擦因数,若被检物品(可视为质点)无初速度放在A端,取,则( )
A.物品先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动
B.物品先受到向右的滑动摩擦力,后受到向右的静摩擦力作用
C.物品从A端到B端所用的时间为1.2s
D.若减小传送带的传送速度,物品运动的总时间将变长
8.(24-25高一上·广东深圳福田·西浦外高·期末)如图,可视为质点的A、B两物体由不可伸长的轻绳连接跨过定滑轮,mA∶mB=1∶3,B放置在水平传送带的最左端P点。现使传送带以v=1m/s顺时针转动,忽略定滑轮与绳之间的摩擦,取g=10m/s2.
(1)若A、B恰好能保持静止,求传送带与B之间的动摩擦因数(可以用分数表示);
(2)若传送带与B之间的动摩擦因数为μ=0.5,B物体用了1.9s从P点运动到传送带最右端Q点(该过程A未碰到定滑轮),求传送带长度L;
(3)μ、L取第二问中的值,当B运动到传送带上某位置时,立刻关闭传送带并剪断轻绳,结果B恰好停在了传送带的最右端,求B在传送带上运动的总时间.
9.(24-25高一上·广东汕头·汕头一中期末)如图,质量为2kg的物块A和质量为1kg的物块B用轻弹簧相连,置于光滑的水平面上,沿弹簧轴线方向用力F拉动物块B,稳定后AB以的加速度一起向右做匀加速直线运动,已知弹簧始终在弹性限度内。则稳定后( )
A.拉力F的大小为16N
B.弹簧弹力大小为4N
C.撤去力F的瞬间,A的加速度大小为
D.撤去力F的瞬间,B的加速度大小为
10.(2022·海南省海口市一中·第一次月考)如图甲所示,一水平传送带沿顺时针方向旋转,在传送带左端A处轻放一可视为质点的小物块,小物块从A端到B端的速度—时间变化规律如图乙所示,t=6s时恰好到B点,则( )
A.物块与传送带之间动摩擦因数为μ=0.5
B.AB间距离为20m
C.小物块在传送带上留下的痕迹是8m
D.若物块速度刚好到4m/s时,传送带速度立刻变为零,则物块不能到达B端
11.(24-25高一上·深圳福田红岭中学·期末)某高铁站的安全检查仪的水平传送装置可简化为如图所示模型,紧绷的传送带始终保持v=1m/s的恒定速率向左运行。乘客把可视为质点的行李无初速度地放在A处,设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,传送带长度即A、B间的距离为2m,g取10m/s2,行李在被传送到B处过程中( )
A.始终受三个力的作用
B.先受向左的滑动摩擦力,后不受摩擦力
C.用时2.25s
D.相对传送带运动了0.5m
12.(24-25高一上·广东省肇庆市·期末)如图为某物流公司传送包裹的示意图。该系统由水平传送带、倾斜滑道与水平台面平滑连接组成,水平传送带长,倾斜滑道长,倾角。将包裹轻放在速度顺时针匀速运动的传送带左端,包裹与传送带共速后一起向右运动,到达传送带右端(有一小段圆弧)时以大小不变的速率滑入倾斜滑道,到达倾斜滑道的底端时,再以大小不变的速率平滑进入水平台面。为了方便工人将包裹装入车中,要求包裹到达水平台面最右端时的速度在0~1m/s之间。运动过程中包裹未离开接触面,包裹与传送带、倾斜滑道及水平台面间的动摩擦因数均为,取重力加速度,(除摩擦外其他阻力均不计,包裹可视为质点,,)求:
(1)包裹在传送带上运动的时间t;
(2)包裹到达倾斜滑道底端时的速度大小v;
(3)水平台面的长度范围。
13.(24-25高一上学期·广东深圳光明区·期末)如图所示,足够长的水平传送带顺时针匀速转动。时刻一小物块从传送带最右端的P点以速度滑上传送带,它在传送带上运动的v-t图像如图乙所示,,则( )
A.传送带的速度为2m/s B.物块与传送带间的摩擦系数为
C.物块距传送带右端最远距离为1m D.物块在传送带上共运动了2.25s
14.(24-25高一上·广东广州越秀·期末)在物流快递中,分拣是其中一个重要环节,分拣传送装置如图甲所示,它由水平传送机与倾斜传送机组成。图乙是该装置的简化图,水平部分AB的长度,倾斜部分CD的长度,它们的间距忽略不计。水平传送带以的速率顺时针匀速转动,倾角的传送带也是顺时针匀速转动,速率未知,把一个可视为质点的货物轻放在A端,假设货物从B运动到C速度大小保持不变,已知货物与两段传送带间的动摩擦因数均为0.5,,,。求:
(1)货物从A端传送到B端所用的时间;
(2)货物刚到达C点时,加速度大小的可能值;
(3)倾斜传送带速率至少为多少时,货物才能运送到D。
15.(24-25高一上·广东清远·期末)自动卸货装置的设计体现劳动人民的智慧,如图所示,A点为货物装载位置,水平直轨道AB段为长度的加速路段,BC段为长度的水平传送带,传送带始终以速率顺时针转动,CD段可视为光滑,轨道右端固定一轻弹簧。在A点工人将货物装入一个质量为的货箱中,并以恒定水平推力推动货箱与货物,使之从A点由静止开始运动到B点。若某次装载货物质量为(未知),到达B点时速度,同时撤去推力,货箱和货物滑离传送带后压缩弹簧,弹簧压缩到最短时立即被锁定,待取走货物后解除弹簧锁定,弹簧把货箱弹回C点,已知货箱两次经过C点的速度大小相等,货箱恰好能返回货物装载位置A点。货箱和货物均可视为质点,货箱与AB轨道之间的动摩擦因数,货箱与传送带间的动摩擦因数,货物在货箱中始终与货箱保持相对静止,传送带与AB、CD轨道在B、C两点平滑相接,取重力加速度,求:
(1)货箱所装载货物的质量是多少?
(2)货箱和货物在传送带上从B点运动到C点所需时间是多少?
(3)若工人推力不变,要求货箱恰好回到货物装载位置A点,求货箱所装载货物的最大质量是多少?
16.(24-25高一·广东东莞·期末)东莞目前已开通地铁轨道2号线,为保障旅客安全出行,地铁部门须对乘客所携带的物品实施安全检查。如图所示,水平传送带以的速度匀速转动,一包裹无初速度地放在传送带上,包裹在传送带上先做匀加速直线运动,之后随传送带一起做匀速直线运动。已知该包裹和传送带之间的动摩擦因数为0.2,重力加速度取。( )
A.包裹与传送带相对静止时受到静摩擦力
B.包裹在传送带上做匀加速直线运动的时间为
C.包裹初始阶段受与运动方向相同的摩擦力作用
D.包裹做匀加速直线运动过程中相对地面的位移大小为
17.(24-25高一上·广东汕头潮阳·期末)在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。旅客把行李放到传送带上时,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始运动,随后它们保持相对静止,行李随传送带一起前进,其简化情景如图所示。若足够长的传送带匀速前进的速度为,某次将一质量为20kg的木箱(可视为质点)轻轻地放置于传送带的最左端,该木箱与传送带之间的动摩擦因数为0.4,g取,下列说法正确的是( )
A.木箱处于超重状态
B.经过0.0625s木箱与传送带达到相同速度
C.木箱与传送带达到相同速度前,木箱对传送带的摩擦力水平向右,大小为80N
D.木箱在传送带上留下的划痕长约为7.8mm
18.(24-25高一上·广东十八校·期末)如图所示为速冻食品加工厂生产和包装饺子的一道工序。两端相距的水平传送带正以的速度匀速转动,现将饺子从一端轻轻放上传送带,饺子被传送至另一端。已知饺子与传送带间的动摩擦因数为0.2,重力加速度,不考虑饺子之间的相互作用和空气阻力。关于饺子在水平传送带上的运动,下列说法正确的是( )
A.饺子始终以的加速度做匀加速运动
B.即使传送带的速度增大,饺子加速过程的加速度也不变
C.饺子从传送带的一端到另一端的时间为
D.饺子在传送带上留下的痕迹长度为
19.(24-25高一上·广东·清中&河中&北中&惠中&阳中五校联考月考)如图所示,有一水平传送带以的速度顺时针方向匀速转动,传送带AB长,其右端连着一段粗糙水平面BC,长度未知,紧挨着BC的光滑水平地面上放置一质量的平板小车,小车长度。小车上表面刚好与BC面等高.现将质量的煤块(可视为质点)轻轻放到传送带的左端A处,经过传送带传送至右端B后通过粗糙水平面BC滑上小车.煤块与传送带间的动摩擦因数,煤块与BC面间、煤块与小车间的动摩擦因数均为,取重力加速度。
(1)求煤块在传送带上运动的时间;
(2)若煤块刚好能滑到C点,求BC面的长度;
(3)若煤块滑上小车后刚好不从小车上掉下来,求BC面的长度。
20.(23-24高一上·深圳福田·福田中学·期末)如图所示,一平直的传送带以速率v=2m/s匀速运行,把工件从A处运送到B处。A、B间的距离L=10m,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1。若在A处把工件无初速度地轻轻放到传送带上,g取10m/s2,求:
(1)工件刚放上传送带时,加速度多大?
(2)工件经过多长时间能被传送到B处?
(3)若传送带的速度大小可调节,为使工件从A到B运动的时间最短,传送带的速度应满足什么条件?
21.(23-24高一上·广东·期末)我国快递业高质量发展的步伐加快,其中离不开快递的自动分拣系统。一自动分拣装置的简化图如图所示,水平传送带以的速度逆时针运行,传送带两端AB长,物件与传送带间的动摩擦因数,取重力加速度大小。
(1)若传送带出现故障停止转动,某物件从传送带右端A以某一初速度滑上传送带并刚好运动到左端B,求该物件的初速度大小;
(2)若传送带正常转动,从传送带右端A处无初速度放一物件,求物件从传送带右端A运动到左端B的时间t;
(3)若传送带正常转动,物件从传送带右端A以某一初速度滑上传送带,且通过传送带左端B时与传送带的速度相同,求物件滑上传送带时的速度v的范围。
22.(24-25高一上·广东汕尾·期末)如图所示是某货运公司的卸货装置,该装置由两部分构成,分别是倾角θ=37°的传送带AB与倾角α=30°的倾斜长木板BC。长木板的另一端搭在地面上,各处均平滑连接。传送带AB段的长度L=5.8m,长木板BC段的长度s=5.0m。质量m=2.5kg的货物无初速度地放在传送带顶端A处,经过一段时间后货物被运送到长木板的底端C处。已知货物与传送带间的动摩擦因数µ1=0.5,与长木板间的动摩擦因数,且sin37°=0.6,cos37°=0.8,取重力加速度g=10m/s2。
(1)若货物运动到长木板C处时速度恰好为零,求货物在B处的速度大小;
(2)若将传送带的速度调成v0=4m/s沿逆时针方向匀速传动,求货物从传送带A处运动到B处的时间;
(3)在第(2)问的基础上,求货物在传送带上留下的擦痕长度。
23.(24-25高一·广东汕头潮南·期末)物流公司通过传送带把货物直接装运到卡车中,如图所示,传送带与水平面成24°角,长度,传送带以恒定速率顺时针运转,水平滑轨长度可调,传送带与滑轨间平滑连接。若货物从传送带底端由静止释放,其与滑轨间的动摩擦因数均为,货物可视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力(取,,重力加速度)。
(1)求货物在释放瞬间的加速度的大小;
(2)求货物在传送带上运动的时间t;
(3)若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过vm=2m/s,求水平滑轨的最短长度。
24.(24-25高一下·广东潮州饶平·期末)如图所示为传送带运输机的示意图,A为传送带上的货物,则( )
A.如果货物A随传送带一起无相对滑动地向上匀速运动,A受到沿传送带向上的摩擦力
B.如果货物A随传送带一起无相对滑动地向下匀速运动,A受到沿传送带向下的摩擦力
C.如果货物A和传送带都静止,A不受摩擦力
D.如果货物A和传送带都静止,A受到沿传送带向上的摩擦力
25.(24-25高一上·广东惠州·期末)如图所示,在分拣快递的车间里,与水平面夹角的传送带正以的速度沿顺时针方向匀速运行,A、B为传送带的最低点和最高点,两点相距。现每隔2.5s把质量的工件(视为质点)轻放在传送带A点,在传送带的带动下,工件向上运动,工件与传送带间的动摩擦因数,取重力加速度,已知:,求:
(1)工件刚刚放上去时的加速度是多大;
(2)一个工件上传过程中留下的痕迹长度是多少;
(3)满载与空载相比,传送带至少需要增加的驱动力大小(只需考虑工件与皮带之间的摩擦力)。
26.(24-25高一·广东阳江·部分学校·期末)如图所示,足够长、倾角θ=37°的传送带以速率v=4m/s沿逆时针方向转动。t=0时刻将可视为质点、质量m=2kg的物块无初速度地轻放在传送带底端,与此同时,将方向平行于传送带向上、大小F=17N的恒力作用在物块上,时撤去恒力。已知物块与传送带之间的动摩擦因数,接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,,,求:
(1)恒力作用在物块上时物块的加速度大小a1;
(2)物块上滑的最高点到传送带底端的距离x;
(3)物块在传送带上下滑的不同阶段的加速度大小。
27.(24-25高一上·广东深圳·龙城&仲元·期末)如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率 v1沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°。一物块以初速度v0从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的v-t图像如图乙所示,物块到传送带顶端时速度恰好为零, ,g取10m/s², 则( )
A.传送带底端到顶端的距离为12m
B.物块与传送带间的动摩擦因数为0.25
C.摩擦力方向一直与物块运动的方向相反
D.0~2s内物块受到的摩擦力大小相等
28.(23-24高一上·深圳龙华·期末)如图(a)是某冰雪大世界的室内轮胎滑雪场地,滑雪场地的滑雪轨道可以简化为如图(b)所示的图形。滑道由两部分组成,其中AB段是速滑道,BD段是水平缓冲道。AB段长L1=100m,倾角为θ=30°,与轮胎的动摩擦因数,BD段与轮胎的动摩擦因数=0.4。某游客坐在轮胎上从A处由静止开始沿AB段速滑道滑下经B点滑入BD段缓冲道,最终停在C点。假设在整个运动过程中轮胎及游客均可视为质点,且轮胎经过B点时速率不变,取g=10m/s2,求:
(1)轮胎在AB段的加速度的大小;
(2)BC段的长度L2;
(3)为了方便将滑下的轮胎运回滑道起始点的平台,该场地还安装了倾斜传送带EF,如图(c)所示。EF段长L3=80m,倾角α=37°,传送带以恒定的速率=4m/s逆时针匀速转动,且传送带与轮胎的动摩擦因数=0.8。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。要将一个在E处静止释放的轮胎传送到F处,需要多长时间?若要实现最短时间传送轮胎,传送带的运行速率满足什么条件?
29.(2025·广东广州·省实·适应性考试)如图所示,传送带倾斜放置,与水平面的夹角保持不变,传送带可向下匀速运动,也可向下加速运动;货箱M与传送带间保持相对静止,设受传送带的摩擦力为。则( )
A.相同的货箱,传送带匀速运动的速度越大,越大
B.相同的货箱,传送带加速运动的加速度越大,越大
C.传送带加速运动时,的方向可能平行传送带向下
D.传送带加速运动时,不同质量的货箱,一定不相等
30.(2025·广东惠州·模拟)如图(a)所示,时刻,质量的货物从传送带底端A静止释放,时刻从顶端B抛出去,最终落在与B点等高的平台上,在传送带上运动的v-t图像如图(b)所示。已知传送带与水平面夹角,皮带轮大小及空气阻力可忽略不计,货物可视为质点,重力加速度,,。求:
(1)货物与传送带之间的动摩擦因数μ;
(2)货物落点与B点的水平距离x;
(3)该装置传送货物相对空载至少需额外消耗的能量E。
31.传送带广泛应用于生产生活的多种场景。如图所示,足够长的传送带与长度的滑板在同一水平面紧密衔接,滑板右端装有厚度不计的挡板,滑板质量。可视为质点的包裹(底部有黑色粉末)从传送带左端无初速度释放,一段时间后冲上滑板。已知包裹的质量,包裹与传送带的动摩擦因数,包裹与滑板的动摩擦因数,滑板与台面的动摩擦因数,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,不计包裹经过衔接处的机械能损失,重力加速度大小取。
(1)当传送带以速度顺时针匀速运动时,求包裹与传送带上留下的痕迹及包裹在滑板上留下的痕迹;
(2)为保证包裹不与滑板右端的挡板相撞,求传送带的最大速度。
32.(2025·广东·12月联考)如图所示,底端带有挡板的光滑斜面固定在水平面上,一轻弹簧一端与挡板连接,轴线与斜面平行,质量为M的物块(可视为质点,与弹簧不连接)紧靠弹簧静止在斜面上。现施加沿斜面向下的力进一步压缩弹簧,然后由静止释放物块,物块沿斜面开始运动,忽略空气阻力,弹簧始终在弹性限度内。以释放点为坐标原点O,沿斜面向上为x轴正方向建立坐标系,从物块释放到第一次回到坐标原点的过程中,物块的加速度a随路程s变化的图像或位移x随时间t变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
33.如图所示,质量为3m的斜面体静止在光滑水平地面上,其AB面粗糙、BC面光滑,顶端装有光滑的轻质定滑轮。质量分别为2m、m的物块P、Q通过轻绳连接并静置在斜面上,P与AB面之间的动摩擦因数为。现使整体在水平方向上加速,P、Q始终在同一竖直面内且相对斜面体静止,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.不同加速度下,轻绳中的拉力始终不会变化
B.整体向左加速的最大加速度为
C.整体向右加速的最大加速度为
D.地面对斜面体的作用力始终为3mg
34.物块a、b中间用一根轻质弹簧相接,放在光滑水平面上,,如图甲所示。开始时两物块均静止,弹簧处于原长,时对物块a施加水平向右的恒力F。时撤去,在0~2s内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内,整个运动过程中以下分析正确的是( )
A.恒力
B.若F不撤去,则2s后两物块将一起做匀加速运动
C.撤去F瞬间,a的加速度大小为
D.物块b的质量为
35.如图所示,物体B和C叠放在竖直弹簧上,物体A和C通过跨过定滑轮的轻绳相连接。初始时用手托住物体A,整个系统处于静止状态,且轻绳恰好伸直。已知A和B的质量均为2m,C的质量为m,重力加速度为g,弹簧的劲度系数为k,不计一切摩擦。现释放物体A,则( )
A.释放瞬间,C的加速度大小为
B.B和C分离之前,B和C之间的弹力逐渐减小
C.B和C分离时,弹簧弹力等于2mg
D.B和C分离时,B向上移动了
36.如图所示,光滑的水平地面上有一辆装有竖直挡板的小车,被压缩的弹簧一端与挡板连接,另一端与一质量为8kg的物块A连接,弹簧的弹力为5N 时,物块A处于静止状态,若小车以1m/s2的加速度向左加速运动,则( )
A.物块A与小车相对静止 B.物块A与小车相对滑动
C.物块A所受摩擦力增大 D.物块A所受摩擦力减小
37.如图所示,质量均为m的长方体物块A、B叠放在倾角为θ的固定斜面上,初始时在某约束下A、B均处于静止状态。已知B与斜面之间的动摩擦因数为μ,A、B之间的动摩擦因数为,且,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若去除约束的同时,迅速给A或B一平行于斜面方向的力F。下列情况能使A、B保持相对静止的是( )
A.若F作用在A上,方向沿斜面向下,大小满足
B.若F作用在A上,方向沿斜面向上,大小满足
C.若F作用在B上,方向沿斜面向上,大小满足
D.若F作用在B上,方向沿斜面向下,大小满足
38.如图所示为某游乐场的滑沙场地的简化图,该场地由倾角为的斜坡和水平面构成。游客乘坐滑沙板由斜坡的点静止滑下,经过点后最终停在点,已知滑沙板与接触面间的摩擦力均为滑沙板与接触面间压力的倍,,,,重力加速度取,忽略空气阻力,假设游客经过点时速度大小不变,滑沙板与游客均可视为质点。求:
(1)游客在段与段的加速度大小之比;
(2)游客由到运动的总时间;
(3)游客在点离开滑沙板,用牵引绳将滑沙板沿原路拉回点,牵引绳对滑沙板提供的作用力大小等于滑沙板的重力,且方向始终与运动方向相同,欲使滑沙板刚好返回点,求牵引绳提供作用力的时间。
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