3.4 动力学中的传送带模型 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

3.4专题强化：动力学中的传送带模型 2027届高考物理一轮复习 一、单选题 1．如图所示，绷紧的水平传送带始终以的速度顺时针运行，一个可视为质点的小物块以的速度从传送带右端滑上传送带，经过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0.4，传送带的长度，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A．小物块从传送带左端滑离传送带 B．小物块滑离传送带时的速度大小为 C．小物块从滑上传送带到滑离传送带经历的时间为 D．小物块在传送带上向左滑行时距传送带右端的最大距离为 2．如图甲所示，倾斜传送带两侧端点间距为9m，传送带的倾角。时，一质量为1kg的煤块从传送带底部的A点，以10m/s的速度冲上传送带。时，传送带开始沿顺时针方向匀加速转动，传送带上A点运动的图像如图乙所示。煤块与传送带间的动摩擦因数为0.5，煤块大小可以忽略，取重力加速度大小，。煤块在传送带上运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．煤块从传送带底部运动至最高点的过程中，其位移大小为4m B．煤块在传送带上运动的时间为 C．煤块在传送带上留下的痕迹长度为15m D．煤块与传送带间产生的热量为90J 3．学校放秋假时，小雅与家人乘坐动车外出参加研学活动。她将动车站运送旅客行李的水平传送带简化为如图所示的模型，传送带以2m/s的速度匀速转动，可视为质点的行李轻放在A端，行李与传送带间的动摩擦因数为0.2，传送带两端A、B间的距离为5m，重力加速度g取。则下列说法正确的是（　　） A．行李在传送带上一直受滑动摩擦力作用 B．行李在传送带上一直做匀加速直线运动 C．行李从A端运动到B端的时间为3s D．行李到达B端的速度为6m/s 4．图1所示为某超市的倾斜式自动人行道，将顾客随自动人行道上行的情境简化为图2所示的示意图。若运动过程中顾客与自动人行道始终保持相对静止，下列说法正确的是（　　） A．自动人行道减速向上运行的过程中，顾客一定受重力、支持力和静摩擦力 B．自动人行道减速向上运行的过程中，顾客受摩擦力方向一定沿人行道向上 C．自动人行道加速向上运行的过程中，顾客受到的支持力比匀速时小 D．自动人行道加速向上运行的过程中，顾客受到的摩擦力比匀速时大 5．如图有一足够长的浅色水平传送带，顺时针转动，速度恒为。现将一颜料块无初速度轻放于传送带左端，它与传送带间动摩擦因数为0.3。忽略空气阻力，重力加速度取。则颜料块在加速阶段（　　） A．加速度为 B．时间为 C．位移为 D．在传送带上留下的划痕长度为 6．斜坡式传送带在装卸货物时能极大地减少人工、提高装卸效率。某次在卸货过程中，未启动传送带时，货物M在静止的传送带上以速度v0匀速下滑，现突然启动传送带，使其顺时针方向匀速率转动，如图所示。则传送带转动后与不转动时相比（    ） A．M受到的摩擦力方向改变 B．M运动到传送带底端的时间不变 C．M在传送带上留下的痕迹长度不变 D．M将减速向下运动，然后反向匀加速运动 7．如图甲所示，一倾斜的传送带以恒定速率沿顺时针方向转动，传送带的倾角为。一煤块以大小的初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的加速度大小与时间的关系图像如图乙所示。已知煤块到传送带顶端时速度恰好为零，取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A．煤块运动到传送带顶端所用的时间为4s B．煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4 C．倾角的正切值 D．煤块运动到传送带顶端过程，煤块在传送带上留下的痕迹长为8m 二、多选题 8．如图甲所示，一水平传送带以2m/s的速度匀速运动，现把小物块（可视为质点）无初速地轻放在传送带的左端A处，经过5s时间，小物块到达传送带的右端B处，其速度—时间图像如图乙所示。重力加速度。则下列说法正确的是（　　） A．A、B间距离为2m B．小物块与传送带间的动摩擦因数0.1 C．在前2s内物块受到的动摩擦力方向向左 D．在这5s内传送带的位移为10m 9．如图所示为水平传送带的俯视图，传送带始终以的速度向前运动，为传送带右侧的一点，时刻，木块从点沿垂直传送带的方向进入，初速度，木块与传送带间的动摩擦因数，当木块运动到传送带左侧时恰好与传送带共同运动，重力加速度取，则下列说法正确的是（　　） A．时，木块开始与传送带共同运动 B．木块在传送带上的划痕长 C．木块在传送带上的划痕与传送带右侧的夹角为 D．木块相对于地面做直线运动 10．图甲为砖厂里的全自动砖坯制作机，在砖坯的生产过程中，推送平台将泥条以恒定的速度向传送带输送，在推送平台末端有一切割器，将泥条切割成宽为的长方体砖坯，切割下的砖坯立刻落在传送带上，传送带始终以的速度向右匀速转动，将切割好的砖坯运送到传送带的另一端并拉大砖坯间的距离，如图乙所示。已知每块砖坯的质量均为，砖坯与传送带间的动摩擦因数处处相同，传送带足够长，下列说法正确的是（　　） A．切割器切割时的速度方向竖直向下 B．传送带的速度一定大于泥条的速度 C．传送带上相邻两砖坯间的最大距离为 D．带动传送带的电机相对于空转时平均功率至少增加了 三、填空题 11．如图甲所示，倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t=0时，将质量m=1kg的物体（可视为质点）轻放在传送带上，物体相对地面的v-t图像如图乙所示。设沿传送带向下为正方向，传送带的速度v0=_________m/s，传送带的倾角θ=______________，物体与传送带之间的动摩擦因数μ=_____________。 12．如图所示，曲面AB的末端与一水平放置的传送带左端平滑连接，当传送带静止时，有一滑块从斜面上的P点静止释放，滑块到达传送带右端的时间为t1；若传送带以某一速度逆时针转动，滑块再次从P点静止释放，滑块到达传送带右端的时间为t2；则t1__________t2。加大传送带逆时针转动的速度，滑块依旧从P点静止释放，滑块到达传送带右端的时间为t3；则t2__________t3。（均选填“大于”、“小于”或“等于”） 四、解答题 13．如图所示为某工厂车间传送装置的简化示意图，传送带右端与水平面平滑衔接，且保持一定的速率顺时针匀速运行，传送带长L=5m。现将一质量为m=0.4kg可视为质点的包裹轻放在传送带左端，最后停在水平面的某处。已知包裹与传送带间的动摩擦因数µ1=0.2，包裹与水平面间的动摩擦因数µ2=0.4，重力加速度g取10m/s2。 (1)若传送带保持v0=4m/s的速率顺时针运行，求包裹刚离开传送带时的速度大小及在传送带上运动的时间； (2)若传送带保持v0′=6m/s的速率顺时针运行，求包裹在水平面上运动的位移大小。 14．如图所示，与水平面成θ=30°的传送带正以v=3m/s的速度匀速运行，AB两端相距l=13.5m。现每隔1.1s把质量m=1kg的工件（视为质点）轻放（初速度可视为0）在传送带上，工件在传送带的带动下向上运动，工件与传送带间的动摩擦因数。求： (1)每一枚工件在传送带上运动的时间； (2)求相邻工件间的最小距离和最大距离； (3)为保证传送带匀速运行，求满载与空载（未放工件）相比，传送带需要增加的牵引力。 15．如图所示，AB段为足够长的水平面，CD为光滑的水平导轨，质量长度为的小车静止在AB段，小车的上表面与CD面等高。倾角，长的传送带下端通过一小段光滑的圆弧轨道与水平导轨衔接于D点。已知传送带沿逆时针方向以的恒定速度转动。可视为质点的质量的小物块由传送带的顶端静止释放，经过一段时间小物块滑上小车，经过一段时间后从小车的左端飞出。已知小物块与传送带以及小车上表面间的动摩擦因数均为，小车与AB段的动摩擦因数。重力加速度g取，，。求： (1)小物块滑到D点时的速度大小； (2)物块在小车上运动的时间； (3)若小车与AB段的动摩擦因数，试判断小物块能否滑离小车。若能滑离，求小物块滑离小车时的速度大小；若不能滑离，求小物块最终到小车左端的距离。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C D B B C BD ABC BD 11． 10.0 0.5 12． 等于 等于 13．(1)4m/s，2.25s (2)2.5m 【详解】（1）包裹轻放在传送带上时，根据牛顿第二定律可得 解得 当包裹与传送带达到共速时，有 由此可知，共速后包裹在传送带上做匀速直线运动，所以包裹刚离开传送带时的速度大小为 包裹在传送带上运动的时间为 （2）若传送带保持v0′=6m/s的速率顺时针运行，则 说明包裹在传送带上一直做匀加速直线运动，设包裹滑上水平面的速度为v1，则 解得 包裹滑上水平面时，根据牛顿第二定律可得 解得 根据速度位移关系可得 14．(1)6s (2)0.605m，3.3m (3)33N 【详解】（1）设工件在传送带上加速运动时的加速度为a，根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 与传送带达到共速，有， 共速后工件向上做匀速运动，则 所以每一枚工件在传送带上运动的时间为 （2）刚放上下一个工件时，该工件离前一个工件的距离最小，且最小距离为 当工件匀速运动时两相邻工件相距最远，则有 （3）由于工件加速时间为3s，因此传送带上总有3个工件正在加速，匀速运动的工件个数为 所以匀速运动的工件个数为3个，与空载相比，传送带需要增加的牵引力为 15．(1) (2) (3)不能滑离， 【详解】（1）小物块刚开始下滑时，根据牛顿第二定律 解得 小物块与传送带达到共速时，假设小物块还未到达D点，则此过程小物块运动时间 解得 小物块的位移 故假设不成立。小物块一直做匀加速直线运动，设小物块滑到D点时的速度大小为，则 解得。 （2）小物块滑上小车后，由牛顿第二定律可得 解得 假设小车在向左加速，对小车则有 解得为负值，则小车静止不动。物块离开小车，由位移公式 解得。 （3）若小车与AB段的动摩擦因数，小物块滑上小车后，对小车则有 解得 设两者共速的时间为，有 解得 小物块对地运动的位移大小为 小车对地运动的位移大小为 两者相对位移大小为 故可以判断小物块不能滑离小车。通过上述计算可求出小物块最终到小车左端的距离 解得。 学科网（北京）股份有限公司 $